模拟电子技术 第3章放大电路基础 3.5多级放大电路 极间耦合形式： 直接 电路简单，能放大交、直流信号， 耦合 “Q”互相影响，零点漂移严重 阻容 各级“Q”独立，只放大交流信号 耦合 信号频率低时耦合电容大 光电 主要用于耦合开关信号， 耦合 抗干扰能力强 变压器 用于选频放大器、 耦合 2 功率放大器等
3.5 多级放大电路 极间耦合形式： 直接 耦合 A1 A2 电路简单，能放大交、直流信号， “Q”互相影响，零点漂移严重 阻容 耦合 A1 A2 各级“Q”独立，只放大交流信号 信号频率低时耦合电容大 光电 耦合 A1 A2 主要用于耦合开关信号, 抗干扰能力强 变压器 耦合 A1 A2 用于选频放大器、 功率放大器等 第3章 放大电路基础
模拟电子技术 第3章放大电路基础 3.5.1多级放大电路的组成及性能指标的估算 多级放大电路的组成 i→ Rs + + u.( 第一级 第二级 Uo2 Uin 末级 输入级 中间级 输出级 R 1.直接耦合零漂的影响 △U=0.02V 0.42V 8.42V A1=20 A2=20 A3=20 11 2.零漂的衡量一 将输出的漂移折合到输入端 如：△Uo1=1V△Uo2=2VA1=103,A2=104 △Uo △U1= 则：△U=1mV,U2=0.2mV 结论：A零漂严重
Au1 第一级 Au2 第二级 Au1 末 级 ui uo1 RL RS uo us ui2 uo2 uin i i 一、多级放大电路的组成 Ri 输入级 中间级 输出级 Ro 1. 直接耦合零漂的影响 3.5.1 多级放大电路的组成及性能指标的估算 2. 零漂的衡量 — 将输出的漂移折合到输入端 如：UO1= 1 V U02 = 2 V A1 = 103 ， A2 =104 A U U O I = 则：UI1= 1 mV , UI2 = 0.2 mV 结论: A1零漂严重 U = 0. 02V 0.42V 8.42V A1 = 20 A2 = 20 A3 = 20 第3章 放大电路基础
模拟电子技术 第3章放大电路基础 二、多级放大电路性能指标的估算 Rs 1m Wo2 Win 第一级 第二级 末级 Au= lolo2Wo3.…4o W =AuA2···Am Hi Hi2 Ui3 Hin Au(dB)=AuI(dB)+A2(dB)+··Aun(dB) 考虑级与级之间的相互影响，计算各级电压放大倍数时， 应把后级的输入电阻为前级的负载处理！ R1=R1 R。=Ron
二、多级放大电路性能指标的估算 i o u u Au = i n o i 3 o3 i2 o2 i o1 ... u u u u u u u u = =Au1·Au2 ···Aun Au1 (dB) = Au1 (dB) + Au2 (dB) + ··Aun (dB) 考虑级与级之间的相互影响，计算各级电压放大倍数时， 应把后级的输入电阻为前级的负载处理!!! Au1 第一级 Au2 第二级 Au1 末 级 ui uo1 RL RS uo us ui2 uo2 uin i i Ri Ro Ri = Ri1 Ro = Ron 第3章 放大电路基础
模拟电子技术 第3章放大电路基础 例3.5.1B1=60,B2=100;be1=2k2,rbe2=2.2k2,求Au,R,R。 o+c【解) R R3 R Ro 100k21 05.1k2 04.7k2 +2 C3 R2=R6l∥R71∥be2 + =33/∥10∥2.2≈1.7(k2 R2 R41009 R7 R'Lu=R,∥R2=5.1I1 5.1kQ 24k 0 10k ≈1.3(k2) 2k2 R R2 BR'LI -60×1.3 ≈-9.6 be1+(1+B1)R42+61×0.1 4 R3 Riz A2=-B,R=-100x47∥5. ≈-111 1 Ipe2 2.2 R;=R=R1∥R2∥[bet(1+B1)R4 R ≈5.7(k2) R。=Rg=4.7k2
例3.5.1 1= 60, 2 = 100; rbe1= 2 k, rbe2 = 2.2 k,求Au , Ri , Ro [解] 111 2.2 ' 100 (4.7 // 5.1) be2 2 L 2 − − = − = r R Au Ri2 = R6 // R7 // rbe2 = 33 // 10 // 2.2 1.7 (k) R’L1 = R3 // Ri2= 5.1 // 1.7 1.3 (k) Ri = Ri1= R1 // R2 // [rbe1+(1+ 1 )R4 5.7 (k) Ro = R8 = 4.7 k Ri Ri2 第3章 放大电路基础 9.6 2 61 0.1 60 1.3 (1 ) ' be1 1 4 1 L 1 1 − + − = + + − = r R R Au
模拟电子技术 第3章放大电路基础 3.5.2通用型集成运算放大器的组成及基本特性 通用型集成运放(Operational Amplifier)的组成 1.模拟集成电路的特点 1)直接耦合：采用差分电路形式，元件相对误差小； 2)大电阻用恒流源代替，大电容外接； 3)二极管用三极管代替(B、C极接在一起) 4)高增益、高输入电阻、低输出电阻 2.组成方框图 输入级 中间级 输出级 输出级： 11 OCL电路， 偏置电路 带负载能力强 输入级： 差分电路，大大减少温漂 中间级： 采用有源负载的共发射极电路，增益大 - 偏置电路：镜像电流源，微电流源
3.5.2 通用型集成运算放大器的组成及基本特性 一、通用型集成运放(Operational Amplifier)的组成 1. 模拟集成电路的特点 1) 直接耦合：采用差分电路形式，元件相对误差小； 2) 大电阻用恒流源代替，大电容外接； 3) 二极管用三极管代替(B、C极接在一起) 4) 高增益、高输入电阻、低输出电阻 2. 组成方框图 输入级： 差分电路,大大减少温漂 中间级： 采用有源负载的共发射极电路,增益大 输出级： OCL电路， 带负载能力强 偏置电路：镜像电流源，微电流源 第3章 放大电路基础 输入级 偏置电路 中间级 输出级 + − uo uid
模拟电子技术 第3章放大电路基础 3.通用型集成运算放大器741简化电路 02 103 6+c翰入级 K12 V1、V3和V2、V4 。+共集共基组合差分电路 V5、V。有源负载 9 11 构成双端变单端电路 101 6 中间级 V、Vg EE 复合管，共发射极 输入级 中间级 !输出级 具有高增益 输出级 V11~V13 甲乙类互补对称功率放大电路(OCL) 采用单电源(OTL)时，输入端静态电位应为0.5Vcc
输入级 中间级 输出级 输入级 V1、V3和V2、V4 共集-共基组合差分电路 V5、V6 有源负载 构成双端变单端电路 中间级 V7、V8 复合管，共发射极 具有高增益 输出级 甲乙类互补对称功率放大电路 (OCL) V11 V13 采用单电源(OTL)时，输入端静态电位应为0.5VCC 3. 通用型集成运算放大器741简化电路 第3章 放大电路基础
模拟电子技术 第3章放大电路基础 二、集成运算放大器电路符号及理想化条件 1.运放的符号 o+Vcc +0 W. -VEE -VEE 老符号 现用符号 直流电源接法 VCC=VEE 0+ W4一同相端输入电压 R u。 W.一反相端输入电压 Hid- 差模输入电压 lid u_-us 等效电路 Ad一开环差模电压放大倍数 uo=Aud(u+-u)
二、集成运算放大器电路符号及理想化条件 1. 运放的符号 老符号 uid +VCC –VEE 现用符号 uo uid +VCC –VEE 8 直流电源接法 uo uid VCC VEE 8 u– u+ VCC = VEE 等效电路 uo u uid – i+ u+ Rid A uo ud uid Ro i– u+ — 同相端输入电压 u- — 反相端输入电压 uid — 差模输入电压 uid = u− – u+ Aud — 开环差模电压放大倍数 uo = Aud (u+ – u − ) 第3章 放大电路基础
模拟电子技术 第3章放大电路基础 2.运放特性的理想化 传输特性 理想。 omax 一Wid -U omax 实际 理规运表：1)Amd→02)Rd→0 3)R。→0 4)KCMR→05)BW-→06)U10→0，I10→0 3.理想运放工作在线性区的两个特点 u+≈W (虚短)证明：u。=Aud(u+-W)=Aud uid u+-u_=u/Aud≈0 i4≈i≈0（虚断）证明： i4=ua/Rd≈0同理i_≈0 4.理想运放工作在非线性区的两个特点 1)u4>W_时，uo=Uomax u+<W_时，u。=-Uomax 2)i≈i≈0（虚断）
2. 运放特性的理想化 6) UIO → 0, IIO → 0 理想运放： 4) KCMR → 5) BW → 1) Aud → 2) Rid → 3) Ro → 0 传输特性 O uid uo Uomax –Uomax 理想 线 性 区 实际 3. 理想运放工作在线性区的两个特点 u+ u– (虚短) 证明: uo = Aud (u+ – u– )= Aud uid u+ – u– = uo /Aud 0 i+ i– 0 (虚断)证明: i+ = uid / Rid 0 同理 i – 0 4. 理想运放工作在非线性区的两个特点 1）u+ > u–时, uo = UOmax u+ < u –时, uo= –UOmax 2) i+ i– 0 (虚断) uo u uid – i+ u+ Rid A uo ud uid Ro i– 第3章 放大电路基础
模拟电子技术 第3章放大电路基础 3.6放大电路的调试与测试自学 实验：单管共发射极电路的测试EWB仿真) 输入电阻的测量方法 Ri= Us (u、-4)/R 输出电阻的测量方法 lo = HotRL Ro+RL R,=(at-1)R ot— 负载开路时的输出电压 4。一带负载时的输出电压
3.6 放大电路的调试与测试 自学 实验: 单管共发射极电路的测试(EWB仿真) 输入电阻的测量方法 s i s s i (u u )/ R u R − = 输出电阻的测量方法 uot — 负载开路时的输出电压 uo — 带负载时的输出电压 o L ot L o R R u R u + = L o ot o ( 1)R u u R = − 第3章 放大电路基础