模擬電子技術基礎及實驗 第3章 多級放大課件

作業(yè)：列舉常用電子開關。電子開關名稱，工作原理，外形圖，常用型號，參數(shù)（工作條件），典型應用電路及功能分析。本次作業(yè)：P69---1.3P70---1.9P71---1.12P141---2.11P144---2.18要求：1.題目；2.畫圖規(guī)范，參數(shù)標準。3.書寫仔細。2/6/2023

對于繼電器的“常開、常閉”觸點：常開觸點:繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點,

常閉觸點:處于接通狀態(tài)的靜觸點.繼電器HRS4H—S-DC5V線圈工作電壓：5VDC2/6/2023品

牌：匯港（HKE）類

型：功率繼電器系

列：HRS4系列型

號：HRS4-S-DC5V外形尺寸（mm）：20.3×16.6×20.2mm（L×W×H）重

量：12.0g用

途：報警器,UPS,咖啡壺,,面包機,交換機,空調,紅外線感應器,家用廚房小電器,電動玩具產(chǎn)品說明：觸點參數(shù)：觸點形式：1A、1C（DPDT）觸點負載：10A

120VAC/24VDC

阻

抗：≤50mΩ

額定電流：12A電氣壽命：≥10萬回機械壽命：≥1億回2/6/2023圖中虛線框內即為電磁繼電器，D為動觸點，E為靜觸點．

當線圈A中通電時，鐵芯中產(chǎn)生磁場，吸引銜鐵B向下運動，從而帶動動觸點D向下與E接觸，將工作電路接通，當線圈A中電流為零時，電磁鐵失去磁性，銜鐵B在彈簧作用下拉起，帶動觸點D與E分離，自動切斷工作電路。2/6/2023開始上課了！2/6/2023其他形式的共集放大電路：直流通路簡化電路交流通路（電源短路）原放大電路直流通路交流通路2/6/2023rbe=rbe1+（1+β）rbe2復合管ic=ic1+ic2=β1ib1+β2(1+β1)ib1β≈β1β2=β1+β2+β1β2=(β1+β2+β1β2)ib1=β1ib1+β2ib2=β1ib1+β2ie1特點：β值增大。rbe發(fā)生變化。2/6/20232.電路中使各管均能處于放大狀態(tài)，滿足三極管Q點合適。組成原則：1.各電極連接處電流方向一致。3.同型或異型的管子都可以參與復合，但復合管的類型一定和第一只管子V1相同。rbe=rbe12/6/2023判斷：IE1IB21.各電極連接處電流方向一致。2/6/2023第三章多級放大電路一、多級放大電路的耦合方式1、阻容耦合優(yōu)點：

各級放大器靜態(tài)工作點獨立。

輸出溫度漂移比較小。缺點：

不適合放大緩慢變化的信號。

不便于作成集成電路?？驁D：2/6/20232、直接耦合優(yōu)點：

各級放大器靜態(tài)工作點相互影響。

輸出溫度漂移嚴重。缺點：

可放大緩慢變化的信號。

電路中無電容，便于集成化。2/6/2023

直接耦合各放大級的工作點互相影響?1、電位移動直接耦合放大電路UC1=UB2

UC2=UB2+UCB2＞UB2（UC1）2/6/2023NPN+PNP組合電平移動直接耦合放大電路

(2)

由于NPN管集電極電位高于基極電位，PNP管集電極電位低于基極電位，它們的組合使用可避免集電極電位的逐級升高。2/6/20233.變壓器耦合優(yōu)點：1.前后級靜態(tài)工作點相互獨立。2.可實現(xiàn)阻抗變換，匹配合適，可以使負載獲得足夠的電壓或功率。缺點：1.低頻特性差。2.笨重不易集成。2/6/20234.光電耦合特點：1.抑制電干擾能力強。2.傳輸比較小，需要加電壓放大級。2/6/20233、輸入電阻4、輸出電阻Ri=Ri（最前級）(一般情況下）Ro=Ro（最后級）(一般情況下）2/6/2023設：1=2==100，UBE1=UBE2=0.7

V。舉例1：兩級放大電路如下圖示，求Q點、Au、Ri、Ro2/6/2023解：（1）求靜態(tài)工作點2/6/2023（2）求電壓放大倍數(shù)先計算三極管的輸入電阻2/6/2023畫微變等效電路：2/6/2023電壓增益：2/6/2023直接耦合放大電路的特殊問題——零點漂移1、零漂現(xiàn)象：2、產(chǎn)生零漂的原因：3、零漂的衡量方法：由溫度變化引起的。當溫度變化使第一級放大器的靜態(tài)工作點發(fā)生微小變化時，這種變化量會被后面的電路逐級放大，最終在輸出端產(chǎn)生較大的電壓漂移。因而零點漂移也叫溫漂。輸入ui=0時，，輸出有緩慢變化的電壓產(chǎn)生。將輸出漂移電壓按電壓增益折算到輸入端計算。2/6/2023例如：若輸出有1V的漂移電壓。

則等效輸入有100uV的漂移電壓假設第一級是關鍵4、減小零漂的措施:用非線性元件進行溫度補償采用差分放大電路等效100uV漂移1V2/6/2023即：1=2=

UBE1=UBE2=UBE

rbe1=rbe2=rbe

RC1=RC2=RCRb1=Rb2=Rb三、多級放大電路的輸入級－差分放大電路（三種形式：基本式、長尾式、恒流源式）（一）電路結構（特點：對稱性）基本式2/6/2023長尾式2/6/2023恒流源式2/6/20232/6/2023

2.差動放大電路可以有兩個輸出端。雙端輸出——從C1和C2輸出。單端輸出——從C1或C2

對地輸出。（二）差分放大電路的幾個基本概念

1.差動放大電路一般有兩個輸入端：雙端輸入——從兩輸入端同時加信號。單端輸入——僅從一個輸入端對地加信號。2/6/20233.差模信號與共模信號：差模輸入信號：共模輸入信號：差模電壓增益：共模電壓增益：總輸出電壓：4.共模抑制比：2/6/2023

差分放大電路僅對差模信號具有放大能力，對共模信號不予放大。2/6/2023

忽略Ib，有：Ub1=Ub2=0V

1.靜態(tài)工作點的計算：（三）差分放大電路的基本工作原理2/6/20232.抑制零漂的原理:Uo=UC1-UC2

=0當ui1

=

ui2

=0時，當溫度變化時：UC1=UC2設T

ic1,ic2uc1

,uc2

uo=uc1-uc2=02/6/2023(1)加入差模信號

ui1=-ui2=uid/2，3.電路的動態(tài)分析

所以，Re對差模信號相當于短路。若ui1,ui2ib1,ib2ie1,ie2IRe不變

UE不變

uic=0。2/6/2023①求差模電壓放大倍數(shù)：設ui1,ui2

uo1,uo2。電路對稱│uo1│=│uo2│

uo=uo1–uo2=2uo1

2/6/2023差模電壓放大倍數(shù)2/6/2023②差模輸入電阻③輸出電阻2/6/2023(2)加入共模信號

ui1=ui2=uic，

uid=0。設ui1，ui2

uo1，uo2。因ui1=ui2，

uo1=uo2uo=0(理想化)。共模電壓放大倍數(shù)2/6/2023（四）差分放大電路的四種輸入輸出方式1.雙端輸入、雙端輸出（雙入雙出）2.雙端輸入、單端輸出（雙入單出）3.單端輸入、雙端輸出（單入雙出）4.單端輸入、單端輸出（單入單出）主要討論的問題有：

差模電壓放大倍數(shù)、共模電壓放大倍數(shù)差模輸入電阻輸出電阻2/6/20231.雙端輸入雙端輸出(1)差模電壓放大倍數(shù)

（2）共模電壓放大倍數(shù)（3）差模輸入電阻（4）輸出電阻2/6/20232.雙端輸入單端輸出

這種方式適用于將差分信號轉換為單端輸出的信號。(1)差模電壓放大倍數(shù)

（2）差模輸入電阻（3）輸出電阻注意：從C2輸出時，相位相反。2/6/2023（4）共模電壓放大倍數(shù)

ui1=ui2=uic，設ui1，ui2

ie1，ie1。

iRe（=2ie1）畫出共模等效電路2/6/2023求共模電壓放大倍數(shù)：2/6/20233.單端輸入雙端輸出ui1=－ui2=ui/2

計算同雙端輸入雙端輸出：單端輸入等效雙端輸入:

因為Re＞＞從T2發(fā)射極看進去的等效電阻，故Re可視為開路，于是有2/6/20234.單端輸入單端輸出

計算同雙入單出：

注意放大倍數(shù)的正負號：設從T1的基極輸入信號，如果從uo1輸出為負號；從uo2輸出為正號。2/6/2023

（五）差分放大器動態(tài)參數(shù)計算總結

雙端輸出時：

單端輸出時：

(2)共模電壓放大倍數(shù)

只考慮雙端輸入方式，與輸出方式有關：

雙端輸出時：

單端輸出時：(1)差模電壓放大倍數(shù)與單端輸入還是雙端輸入無關，只與輸出方式有關：2/6/2023

(3)差模輸入電阻

不論是單端輸入還是雙端輸入，差模輸入電阻Rid是基本放大電路的兩倍。

單端輸出時，

雙端輸出時，

(4)輸出電阻2/6/2023(5)共模抑制比

共模抑制比KCMR是差分放大器的一個重要指標。，或

雙端輸出時KCMR可認為等于無窮大，單端輸出時共模抑制比：動畫演示

2/6/2023恒流源式差分放大電路

加大Re，可以提高共模抑制比，但Re加大要受到直流狀況的限制。為此可用恒流源來代替Re。等效很大的交流電阻，直流電阻并不大。恒流源使共模放大倍數(shù)減小，而不影響差模放大倍數(shù)，從而增加共模抑制比。恒流源的作用根據(jù)共模抑制比公式：2/6/2023恒流源電路的簡化畫法及電路調零措施2/6/2023場效應管差分放大電路2/6/2023四、多級放大電路的輸出級工作原理：ui為正半周時，T1管工作，T2管截止，輸出uo為正；u