電路與電子學(xué) 基本放大電路

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1、2021-8-13 1目 錄/6/ 6 第 5 章 基 本 放 大 電 路 2021-8-13 2目 錄/6/ 6 第 5章 基 本 放 大 電 路5.1 共 射 極 放 大 電 路5.4 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 的 穩(wěn) 定5.5 射 極 輸 出 器5.7 多 級(jí) 放 大 電 路 5.10 場(chǎng) 效 晶 體 管 放 大 電 路5.8 差 分 放 大 電 路5.9 功 率 放 大 器*5.6 共 基 極 電 路5.2 放 大 電 路 的 靜 態(tài) 分 析5.3 放 大 電 路 的 動(dòng) 態(tài) 分 析 2021-8-13 3目 錄/6/ 6 第 5章 基 本 放 大 電 路 2021-8-13 4目 錄/6/

2、 6 5.1 晶 體 管 共 發(fā) 射 極 放 大 電 路5.1.1 共 發(fā) 射 極 放 大 電 路 的 組 成+UCCRCC1 C2TRB + R Lui uoRSuS EC輸 入 端 接 低 頻 交 流 電 壓 信 號(hào) ui輸 出 端 接 負(fù) 載 電 阻 L， 輸 出 電 壓 為 uoECRBEB 2021-8-13 5目 錄/6/ 6 1. 元 件 作 用 集 電 極 電 源 UCC 電 路 的 能 源 、 給 晶 體 管 加 偏 置 電 路 的 核 心 元 件 。 工 作 在 放 大區(qū) ， 利 用 其 電 流 放 大 作 用 ， 將微 弱 的 電 信 號(hào) 進(jìn) 行 放 大 。 晶 體 管

3、T 基 極 電 阻 RB 確 定 的 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) Q 集 電 極 電 阻 RC 實(shí) 現(xiàn) 電 路 的 電 壓 放 大u i iB iC uCE uoui iB iC uCE uo 耦 合 電 容 C1、 C2 隔 直 流 通 交 流 對(duì) 直 流 視 為 開(kāi) 路 對(duì) 交 流 視 為 短 路 +UCCRCC1 C2TRB + RLui uoiCiB uCE 2021-8-13 6目 錄/6/ 6 2. 直 流 通 路 和 交 流 通 路 +UCCRC TRB ICIB UCEUBE RC TRB RLui uoicib uceube+UCCRCC1 C2TRB + RLui uoiCiB u

4、CEuBE原 電 路 直 流 通 路 交 流 通 路RCTRB RLui uoicib uceube直 流 分 量 （ 靜 態(tài) 值 ） ： 大 寫 大 注 I B IC UBE UCE總 電 量 （ 瞬 時(shí) 值 ） ： 小 寫 大 注 iB iC uBE uCE 交 流 分 量 （ 瞬 時(shí) 值 ） ： 小 寫 小 注 ib ic ube uce 交 流 分 量 （ 有 效 值 ） ： 大 寫 小 注 Ib Ic Ube Uce 2021-8-13 7目 錄/6/ 6 總 電 量 = 直 流 分 量 + 交 流 分 量bBB iIi cCC iIi beBEBE uUu ceCECE uUu I

5、B to to ib to iBA40A20A20 A20A40A60以 基 極 電 流 iB為 例 波 形 如 圖 所 示 2021-8-13 8目 錄/6/ 6 5.3.2 靜 態(tài) 分 析 1.由 直 流 通 路 確 定 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) +UCCRC TRB ICIB UCEUBE直 流 通 路 CCCCCE BC BCCB BECCB RIUU II RURUUI 2021-8-13 9目 錄/6/ 6 用 估 算 法 計(jì) 算 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 。已 知 ： UCC=12V， RC=4k， RB=300k ， =37.5解 ： A40mA04.030012BCCB RUI mA5.

6、104.05.37 BC II V645.112CCCCCE RIUU注 意 ： 電 路 中 IB和 IC的 數(shù) 量 級(jí) 例 +UCCRC TRB ICIB UCEU BE 2021-8-13 10目 錄/6/ 6 2. 由 圖 解 法 求 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) Q CCCRU UCC 先 找 出 IB 對(duì) 應(yīng) 的 輸 出 特 性 曲 線然 后 在 輸 出 特 性 上 作 出 直 流 負(fù) 載 線IC U CEo BCCB RUI QCEUCI交 點(diǎn) 為 Q點(diǎn) CCCCCE RIUU 直 流 負(fù) 載 線 方 程橫 軸 的 截 距 為 UCC縱 軸 的 截 距 為 CCCRU直 流 負(fù) 載 線 斜

7、率 C1tan R 2021-8-13 11目 錄/6/ 6Q點(diǎn) 太 低 容 易 截 止 CCCRU UCCIC UCEo Q IB3. 電 路 參 數(shù) 對(duì) Q 的 影 響 UCC 、 RC 一 定 時(shí) ， 改 變 RBRB IB Q RB IB Q Q點(diǎn) 太 高 容 易 飽 和 Q1 IB1Q2 IB2 2021-8-13 12目 錄/6/ 6 UCC 、 RB 一 定 時(shí) ， 改 變 RC UCCIC UCEo Q IBRC 負(fù) 載 線 平 緩 Q1 Q2Q1點(diǎn) 靠 近 飽 和 區(qū)RC 負(fù) 載 線 陡 直RC = 0時(shí) ， 無(wú) 電 壓 放 大 作 用 RC、 RB 一 定 時(shí) ， 改 變

8、UCC U CC1IC UCEo Q2 IB2UCC2UCC3IB3Q3 IB1Q1 直 流 負(fù) 載 線 斜 率 不 變直 流 負(fù) 載 線 平 行 移 動(dòng)BCCB RUI UC C Q 2021-8-13 13目 錄/6/ 6 5.3.2 放 大 電 路 的 動(dòng) 態(tài) 分 析 1.微 變 等 效 電 路 法 晶 體 管 的 微 變 等 效 電 路 等 效 的 條 件 工 作 范 圍 在 特 性 曲 線 的 線 性 段小 信 號(hào) （ 微 變 信 號(hào) ） mV、 V級(jí)=常 數(shù) 等 效 電 路 引 出eb cu be uceib ic b e cube ucerbeib icib 2021-8-13

9、14目 錄/6/ 6 UBEIBbbeBBEbe iuIUr 晶 體 管 的 輸 入 電 阻 ： )mA(mV26)1(300 Ebe Ir iB uBEQo Q1Q2UBEIB iC u CEo Q1 Q2QUCEIC IBIC晶 體 管 的 電 流 放 大 系 數(shù) ：bcBC iiII bc ii 輸 出 端 相 當(dāng) 于 一 個(gè) 受 ib控制 的 電 流 源 。輸 入 端 相 當(dāng) 于 電 阻 rbe 2021-8-13 15目 錄/6/ 6 cceCCE iuIUrce 晶 體 管 的 輸 出 電 阻 rce ：rce可 視 為 開(kāi) 路iC uCEUCE ICo b e cube ucer

10、beib icib rce cerI 、0C 2021-8-13 16目 錄/6/ 6 對(duì) 交 流 信號(hào) ui而 言 短 路 +UCC短 路置 零 放 大 電 路 的 微 變 等 效 電 路RB RCC1 C2RLui uo 2021-8-13 17目 錄/6/ 6 rbe ibibii icui uoRB RC RL將 交 流 通 道 中 的 晶 體 管 用 微 變 等 效 電 路 代 替 RCTRB RLui uoicib uceube 2021-8-13 18目 錄/6/ 6 3. 動(dòng) 態(tài) 性 能 指 標(biāo) 的 計(jì) 算(1)電 壓 放 大 倍 數(shù) Au rbe ibibii icui uo

11、RB RC RLbeb LCb )/(rIU RRIUio beLbeb LCb )/( rRrI RRIUUA iou 其 中 ， RL=RC / RL;負(fù) 號(hào) 表 示 uo與 ui 反 相 ; beCrRA ou 可 見(jiàn) ： RL愈 大 ， Au愈 高 。 一 般總 希 望 負(fù) 載 電 阻 RL大 一 些 。輸 出 端 開(kāi) 路 時(shí) 2021-8-13 19目 錄/6/ 6 rbe ibibii icui uoRB RC RLRSuS源 電 壓 放 大 倍 數(shù) SuA beS LSbeL SSSS rR RrR rrR rR rAUUUUUUA ii iiuiioou 式 中 ri = RB

12、/rberbe （ 通 常 RB rbe）SuA可 見(jiàn) ： RS愈 小 ， 愈 高 。 一 般 希 望 RS小 一 些 2021-8-13 20目 錄/6/ 6 (2) 輸 入 電 阻 ri放 大 電 路 是 信 號(hào) 源 （ 或 前 一 級(jí) ） 的 負(fù) 載 ， 輸 入 電阻 ri就 是 信 號(hào) 源 （ 或 前 一 級(jí) ） 的 負(fù) 載 電 阻 。r i ii 減 輕 信 號(hào) 源 負(fù) 擔(dān)iii IUr rbe ibibii icui uoRB RC RLRSuSbeB rURUI iii bebeB/ rrRIUr iii riuiuo本 級(jí) Au ri前 一 級(jí) RL前 一 級(jí) Au 一 般 要

13、 求 ：輸 入 電 阻 ri越 高 越 好 2021-8-13 21目 錄/6/ 6 (3) 輸 出 電 阻 ro rbe ibibii icui uoRB RC RLRSuS0o s UooIUr C,0o LS RIUr RUoo 一 般 要 求 ：輸 出 電 阻 ro越 小 越 好放 大 電 路 是 負(fù) 載 （ 或 后 一 級(jí) ） 的 信 號(hào) 源 ， 其 等 效信 號(hào) 源 的 內(nèi) 阻 就 是 輸 出 電 阻 roro 帶 負(fù) 載 能 力 強(qiáng)ro后 一 級(jí) RS 后 一 級(jí) Aus Ib = 0Ib = 0S = 0 oUoI 2021-8-13 22目 錄/6/ 6 Looo )1( R

14、UUr LLo oo )( RRr UU RL OUroOU 另 一 種 計(jì) 算 輸 出 電 阻 的 方 法 oU 開(kāi) 路 （ 空 載 ） 時(shí) 的 輸 出 電 壓 oU 通 路 （ 負(fù) 載 ） 時(shí) 的 輸 出 電 壓 oUrbe IbIbIi IcUi RB RCRSUS oURL 2021-8-13 23目 錄/6/ 6 4. 放 大 電 路 其 它 性 能 指 標(biāo) 的 介 紹 （ 1） 波 形 的 非 線 性 失 真 Q點(diǎn) 太 低 ， 信 號(hào) 進(jìn) 入 截 止 區(qū)uoiC uCEo QiC 截 止 失 真 ：截 止 區(qū) 截 止 失 真消 除 截 止 失 真 的 方 法 ： 減小 R B阻 值

15、 ， 增 大 IB， 提 高Q點(diǎn) 的 位 置 。 2021-8-13 24目 錄/6/ 6 iC uCEo QiC uoQ點(diǎn) 太 高 ， 信 號(hào) 進(jìn) 入 飽 和 區(qū) 飽 和 失 真 ： 消 除 飽 和 失 真 的 方 法 ： 增大 R B阻 值 ， 減 小 IB， 降 低Q點(diǎn) 的 位 置 。飽 和 區(qū)飽 和 失 真 2021-8-13 25目 錄/6/ 6 iC uCEo Q uoiC 總 之 ， 設(shè) 置 合適 的 靜 態(tài) 工 作點(diǎn) ， 并 且 輸 入的 信 號(hào) 幅 度 適中 ， 可 避 免 放大 電 路 產(chǎn) 生 非線 性 失 真 。 2021-8-13 26目 錄/6/ 6 (2) 通 頻

16、帶Aum0.7Aum fL下 限 截止 頻 率 fH上 限 截止 頻 率通 頻 帶 ： BW = fH fLAu=f（ f） fAuo(3)最 大 輸 出 幅 度 +UCCRCC1 C2RB + RLui uoiCiBuBE Cof XC耦 合 電 容 C1、 C2 分 壓 uo Au f 寄 生 電 容 C o分 流 io uo Au oCX 2021-8-13 27目 錄/6/ 6 5.4 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 的 穩(wěn) 定5.4.1 溫 度 對(duì) 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 的 影 響 BCCB RUI 固 定 偏 置 放 大 電 路 中 Q 溫 度 升 高時(shí) ， 輸 出特 性 曲 線上 移 ， 造成

17、 Q點(diǎn) 上移溫 度 T I CEO IC QiC uCEQo Q點(diǎn) 不 穩(wěn) 定IB=020A40A60A80A100AIB=020A40A60A80A100A溫 度 T IC Q Q點(diǎn) 不 穩(wěn) 定 2021-8-13 28目 錄/6/ 6 5.4.2 分 壓 式 偏 置 放 大 電 路 B21 III 2B1B CC21 RR UII 2B2B RIU CC2B1B 2B URR R EEBEBBE RIUUUU EBE BEBEEEC RURUURUII 可 見(jiàn) IC與 溫 度 無(wú) 關(guān) 1. 穩(wěn) 定 原 理 RB1 +UCCRCC1 C2RB2 CERE RLui uoB EI1IBI2 B

18、E BEB UU UU 則 時(shí) ， 2021-8-13 29目 錄/6/ 6溫 度 T UBEIBIC UEIC RB1 +UCCRCC1 C2RB2 CERE RLui uoB EI1IBI2 UB不 變通 過(guò) 自 動(dòng) 調(diào)節(jié) 使 電 流 IC基 本 不 變 。 B21 )105( III BEB )105( UU 要 求 ： 2021-8-13 30目 錄/6/ 6 CC2B1B 2B URR RU B E BEBEC RUUII CB II EECCCCCE RIRIUU UB RB1 RCC1 C2RB2 CERE RLI1I2IB+ + +UCCui uo+ ICRSeS+ 2021-

19、8-13 31目 錄/6/ 6 對(duì) 交 流 ： 旁 路 電 容 CE 將 R 短 路 ， R 不 起作 用 ， Au， ri， ro與 固 定 偏 置 電 路 相 同 。 如 果 去 掉 CE ，Au， ri， ro ？旁 路 電 容RB1 RCC1 C2RB2 CERE RL+ + +UCCui uo+ RSeS+ 2021-8-13 32目 錄/6/ 6 RB1 RCC1 C2RB2 CERE RL+ + +UCCui uo+ RSeS+ 2B1BB /RRR iUiI bI cI oUbISE eIBRI 2021-8-13 33目 錄/6/ 6 Ebe L ) 1( Rr RAu be

20、LrRAu EbeB2B1i )1( R/R/Rr r Co Rr beBi r/Rr Co Rr 2021-8-13 34目 錄/6/ 6 ？即 ： Sos EUAu 考 慮 信 號(hào) 源 內(nèi) 阻 RS 時(shí) iS ibeLs rR rrRAu 所 以 Sos EUAu Siio EUUU SiEUAu iS iSi rR rEU irRB1 RCC1 C2RB2 CERE RL+ + +UCCui uo+ RSeS+ 2021-8-13 35目 錄/6/ 6 在 圖 示 放 大 電 路 中 ， 已 知 UCC=12V, RC= 6k, RE1= 300， RE2= 2.7k， RB1= 60k

21、， RB2= 20k RL= 6k ， 晶 體 管 =50， UBE=0.6V, 試 求 :(1) 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) IB、 IC 及 UCE；(2) 畫 出 微 變 等 效 電 路 ；(3) 輸 入 電 阻 ri、 ro及 Au。 RB1 RCC1 C2RB2 C ERE1 RL+ + +UCCui uo+ RE2 2021-8-13 36目 錄/6/ 6 V3V12206020CCB2B1 B2B URR RU mA8.0 mA3 6.03E BEBEC RUUII A16 A500.8C B II V8.4 V38.068.012 )( 1E1EECCCCCE RRIRIUU RB1

22、RCRB2 RE1 +UCCRE2 +UCEIEIB ICVB 2021-8-13 37目 錄/6/ 6 k6Co Rr k86.18.02651200I26) 1(200 Ebe r k 15/ 2B1BB RRR其 中 EbeBi ) 1(/ RrRr k03.8 Ebe L ) 1( Rr RAu 69.8 iUiI bI cI oUbISE eIBRI 2021-8-13 38目 錄/6/ 6 RB +UCCC1 C2R RLui+ uo+es+RS 5.5 射 極 輸 出 器 2021-8-13 39目 錄/6/ 6 EB BECCB )1( RR UUI BE )1( II EEC

23、CCE RIUU +UCCRB R +UCE+ UBE IIBICRB +UCCC1 C2R RLui+ uo+es+RS 2021-8-13 40目 錄/6/ 6 LEL /RRR Leo RIU Lb1 RI ）（ Lebebi RIrIU Lbbeb )1( RIrI Lbbeb Lb )1( )1( RIrI RIAu Lbe L)1(1 Rr R ）（ rbeRB RLEB C+- +-+-RS iU bI cI oUbISE eIREiI 2021-8-13 41目 錄/6/ 6 rbeRB RLEB C+- +-+-RS iU bI cI oUbISE eIREiI iBi /r

24、Rr LbeBi )1(/ RrRr Lbeb LEebebbii )1(/ RrI RRIrIIUr LEL /RRR ir ir 2021-8-13 42目 錄/6/ 6 1 sbeo Rrr SBS /RRR RrRr 1/ sbeEo sbeE) 1 ( RR r 通 常 ：rbeRB RLEB C+- +-+-RS iU bI cI oUbISE eIREiI or 2021-8-13 43目 錄/6/ 6 Lbe L) 1( ) 1( Rr RAu LbeBi ) 1(/ RrRr Rrr 1 sbeo 2021-8-13 44目 錄/6/ 6 2021-8-13 45目 錄/6/

25、 6 在 圖 示 放 大 電 路 中 ， 已 知 UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL= 2k ， 晶 體 管 =60， UBE=0.6V, 信 號(hào) 源 內(nèi) 阻 RS= 100， 試 求 :(1) 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) IB、 IE 及 UCE； 畫 出 微 變 等 效 電 路 ；(3) Au、 ri 和 ro 。 RB +UCCC1 C2R R Lui+ uo+es+RS 2021-8-13 46目 錄/6/ 6 mA035.0mA260)(1200 6.012) (1 EB BECCB RR UUI mA14.2 0.035mA60)(1 )(1 BE II V72.7

26、 V14.2212 EECCCE RIUU +UCCRB R +UCE+ UBE IIBIC 2021-8-13 47目 錄/6/ 6 3.176010094.0Sbeo Rrr k94.024.1266120026) (1200 Ebe Ir LbeBi ) 1(/ RrRr k7.41 Lbe L) 1( )(1 Rr RAu 98.0 rbeRB RLEB C+- +-+-RS iU bI cI oUbISE eIRE 2021-8-13 48目 錄/6/ 6 +UCCRCCB C2RLRE + +RB1RB2 RS +us +uoC1 RCRERS +us RL +uo+ +RB2RB

27、1 UCCC1CB+ C2 2021-8-13 49目 錄/6/ 6 CCB2B1 B2B URR RU E BEBEC RUUII II CB )( ECCCCCE RRIUU 5.6.1 靜 態(tài) 分 析 估 算 法 ： RB1 RCRB2 RE +UCC+UCEIEIB ICUB 2021-8-13 50目 錄/6/ 6 be Lbeb Lbio rRri RiuuAu ri ri 1)1( be bbebeii ririiur bebeEi )1(/ rrRrro ro = RCRCRERS +us RL+uoRCRERS+us RLrbe ioicieii ib ib+ui5.6.2

28、動(dòng) 態(tài) 分 析 11ecio ，iiiiAi 1 2021-8-13 51目 錄/6/ 6 共 基 極 電 路 的 特 點(diǎn) ：1. 無(wú) 電 流 放 大 作 用 ， 1， 且 1；4. 輸 入 電 阻 小 、 輸 出 電 阻 大 。2. Au 大 小 與 共 射 電 路 相 同 ；3. 輸 出 電 壓 與 輸 入 電 壓 同 相 ；共 基 極 電 路 一 般 用 于 高 頻 電 路 ;或 用 作 恒 流 源 電 路 。 2021-8-13 52目 錄/6/ 6 RCTRB RLui uoicib uceube RCRERS +us RL uoRB R RL uo+es+ RS共 射 極 電 路

29、共 集 電 極 電 路 共 基 極 電 路iA 1iA 1iA beL rRAu 1uA beL rRAu bebeBi / rrRr LRrRr )1(/ beBi bei rrro = RCro = RC EBS RrRRr /1/ beo 大 小大大 小 大中 小大大 大小 2021-8-13 53目 錄/6/ 6 5 .7 多 級(jí) 放 大 電 路輸入 A1 A2 An-1 An 輸出1 2 n-1 n前 置 級(jí) ： 電 壓 放 大 末 前 級(jí) 末 級(jí)功 率 放 大級(jí) 間 耦 合 方 式 ： 阻 容 耦 合 、 直 接 耦 合 和 變 壓 器 耦 合 。阻 容 耦 合 ： 用 于 分 立

30、 元 件 多 級(jí) 交 流 放 大 電 路直 接 耦 合 ： 用 于 放 大 緩 變 信 號(hào) 和 直 流 信 號(hào) 的 電 路對(duì) 耦 合 電 路 要 求 ： 各 級(jí) 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 盡 可 能 獨(dú) 立盡 可 能 減 小 傳 輸 信 號(hào) 的 損 失 和 失 真 2021-8-13 54目 錄/6/ 6 5.7.1 阻 容 耦 合 放 大 電 路 +UCCRS RB1ui C2 C3RB2 RL uoC1 RC2T1 T2uS RC11. 靜 態(tài) 分 析由 于 電 容 有 隔 直 各 級(jí) 的 靜 態(tài) 工 作點(diǎn) 獨(dú) 立 （ 各 級(jí) 靜態(tài) 值 單 獨(dú) 計(jì) 算 ）2. 動(dòng) 態(tài) 分 析 R C1 RB2

31、RC2 RLRS RB1su iu 1ber 1bi 1bi 2bi ou2ber 2bi畫 出 微 變 等 效 電路 計(jì) 算 電 壓 放 大倍 數(shù) 及 輸 入 電 阻和 輸 出 電 阻 2021-8-13 55目 錄/6/ 6 ir 2ir or第 一 級(jí) ： be1 L1111 r RUUA iou ;/ 2C1L1C1L1 irRRRR 其 中 ： be2B22L1 / rRrR i 第 二 級(jí) ： be2 L2222 r RUUA iou ;/ LC2L2 RRR 其 中 ：總 的 電 壓 放 大 倍 數(shù) ： 21 uuu AAA 輸 入 電 阻 ： be1be1B11 / rrRrr

32、 ii 22 Coo Rrr 輸 出 電 阻 ： RC1 RB2 RC2 RLRS RB1su iu 1ber 1bi 1bi 2bi ou2ber 2bi 2021-8-13 56目 錄/6/ 6 5.7.2 直 接 耦 合 放 大 電 路 直 接 耦 合 存 在 的 兩 個(gè) 問(wèn) 題 前 后 級(jí) 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 相 互 影 響零 點(diǎn) 漂 移 直 接 耦 合 方 式 不 但 能 放 大 交 流 信 號(hào) ，而 且 能 放 大 變 化 極 其 緩 慢 的 超 低 頻 信 號(hào) 以及 直 流 信 號(hào) 。 因 此 直 接耦 合 放 大 電 路比 交 流 放 大 電路 ， 用 途 廣 ，通 頻 帶 寬

33、 。 fAuoAum0.7Aum f L fH交 流直 流 2021-8-13 57目 錄/6/ 6 1. 前 后 級(jí) 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 相 互 影 響 +UCCuoT2ui RB1 T1RC1 RC2RB2 UC1UBE2靜 態(tài) （ ui = 0） 時(shí)UC1 = UBE2 = 0.6V，T1處 于 臨 界 飽 和 狀 態(tài)RC1 偏 小 ， T2易 飽 和R E2 UE2 UC1 +UCCuoT2ui RB1 T1RC1 RC2RB2 UC1UBE2 RE2UE2 +UCCuoT2ui RB1 T1RC1 RC2RB2 UC1UBE2 DZUZ RUZ UE2 UC1 2021-8-13 5

34、8目 錄/6/ 6 +UCCT2RB1 T1RC1 RC2RB2 DZUZ R2. 零 點(diǎn) 漂 移 （ 零 漂 ） ui=0 uo 0Ui = 0時(shí) ， uo 0uo隨 時(shí) 間 無(wú) 規(guī) 則 緩 慢 的 變 化 影 響 ：淹 沒(méi) 真 正 的 輸 出 信號(hào) ， 以 假 亂 真 時(shí) 電路 無(wú) 法 正 常 工 作 。 主 要 原 因 ： 晶 體 管 參 數(shù) 受 溫 度 影 響 溫 度 變 化 IC UCE Uo 0 第 一 級(jí) 電 路 的 零 漂 逐 級(jí) 放 大 ， 對(duì) 電 路 影 響 最 大 抑 制 零 漂 最 有 效 的 方 法 是 采 用 差 動(dòng) 放 大 電 路 2021-8-13 59目 錄/

35、6/ 6 5.8 差 分 放 大 電 路5.8.1 差 分 放 大 電 路 的 工 作 原 理ui1 +UCCRC T1RB RCT2 RB ui2REUEEuo結(jié) 構(gòu) ： 電 路 左 右 對(duì) 稱信 號(hào) 從 兩 管 的 基極 輸 入 ， 從 兩 管的 集 電 極 輸 出 。1. 零 漂 的 抑 制uo= uC1 - uC2 = 0當(dāng) ui1 = ui2 = 0 時(shí) ：溫 度 I C1 UC1 IC2 UC2 UC1 = UC2uo= UC1 - UC2 = 0 2021-8-13 60目 錄/6/ 6 ui1 +UCCRC T1RB RCT2 RB ui2REUEEuo2. 信 號(hào) 的 輸 入

36、 共 模 輸 入共 模 信 號(hào) ：ui1 = ui2ui1 iC1 uC1 iC2 uC2 uC1 = uC2uo= uC1 - uC2 = 0ui2 差 放 電 路 抑 制 共 模 信 號(hào) 零 漂 信 號(hào) 是 特 殊的 共 模 信 號(hào) 2021-8-13 61目 錄/6/ 6 差 模 輸 入 ui1 +UCCRC T1RB RCT2 RB ui2REUEEuo差 模 信 號(hào) ：ui1 = ui2ui1 iC1 uC1 i C2 uC2 |uC1 | = | uC2 | uo= 2| uC1 | 0ui2 差 放 電 路 放 大 差 模 信 號(hào)uo= Ad （ ui1 ui2 ）放 大 輸 入

37、 信 號(hào) 的 差 值 2021-8-13 62目 錄/6/ 6 差 分 輸 入 （ 比 較 輸 入 、 任 意 輸 入 ）ui1 +UCCRC T1RB RCT2 RB ui2REUEEuo差 分 信 號(hào) 可 以 分解 為 一 對(duì) 共 模 信號(hào) 和 一 對(duì) 差 摸 信號(hào) 的 組 合 ： icidi uuu 2 icidi uuu 1 2 21c iii uuu 2 21d iii uuu 其 中 ： ui1= 8mVui2= 4mV = 6mV+2mV= 6mV-2mV 2021-8-13 63目 錄/6/ 6 3. 發(fā) 射 極 電 阻 RE的 作 用 RE對(duì) 差 模 信 號(hào) 無(wú) 作 用 ui

38、1 +UCCRC T1RB RCT2 RB ui2REUEEuoib1 ib2ie1 ie2ieueube1 ube2RE對(duì) 差 模信 號(hào) 可 視為 短 路ui1 ie1 i e2 ie = ie1 + ie2 ie RE = 0ui2 ie不 變 2021-8-13 64目 錄/6/ 6 RE對(duì) 共 模 信 號(hào) 的 負(fù) 反 饋 作 用 ui1 +UCCRC T1RB RCT2 RB ui2REUEEuoib1 ib2ie1 ie2ieueube1 ube2ie1 i e2 ui1 ui2 ie = ie1 + ie2 ueuc1 uc2 ube2ube1 uc1 uc2 對(duì) 于 每 個(gè) 管

39、來(lái) 說(shuō) 就 像是 在 發(fā) 射 極 與 地 之 間連 接 了 一 個(gè) 2RE電 阻 RE可 以 降 低 各 單 管 對(duì)共 模 信 號(hào) 的 放 大 倍 數(shù) RE越 大 ， 抑 制 共 模信 號(hào) 的 能 力 就 越 強(qiáng) 2021-8-13 65目 錄/6/ 6 在 實(shí) 用 電 路 中 ， 常 用 晶 體 管 組 成 的 恒 流 源 代替 電 阻 RE， 來(lái) 提 高 抑 制 共 模 信 號(hào) 的 能 力 ui1 +UCCRC T1RB RCT2 RB ui2ISU EEuo晶 體 管 動(dòng) 態(tài) 電 阻 大 增 大 RE 提 高 抑 制 共 模 能 力 晶 體 管 靜 態(tài) 電 阻 小 減 小 負(fù) 電 源 U

40、EE 2021-8-13 66目 錄/6/ 6 5.8.2 動(dòng) 態(tài) 分 析 差 模 電 壓 放 大 倍 數(shù)1 信 號(hào) 輸 入 :21 ii uu 2 2 ii uu 雙 端 輸 入 為 差 模 輸 入 1.雙 端 輸 入 雙 端 輸 出 的 電 路ui1 +UCCRC T1RB RCT2 RBui2REUEEuou iRLR R雙 端 輸 入 雙 端 輸 出 的 電 路C1 C2 2021-8-13 67目 錄/6/ 6 差 模 信 號(hào) 通 路 :T1單 邊微 變 等效 電 路 RB u od1B1 E C1 RCib1ui1 rbe1ib1 2 ui2 ui1 uod1 uod2 uodC1

41、B1 C2E B2RCT1RB RCT2 RBib2ib1 ic1 ic2 2021-8-13 68目 錄/6/ 6 3 差 模 電 壓 放 大 倍 數(shù) :差 模 電 壓 放 大 倍 數(shù) : i1od1d1 uuA iodd uuA 單 邊 差 模 放 大 倍 數(shù) : 1 11 11 )( beB C beBb Cbd rR R rRi RiA 21 dd AA uod1B1 E C1 RCib1ui1 rbe1ib1RB 2021-8-13 69目 錄/6/ 6 1d22d11d2od1odd Au uAuAu uuA i iii 若 差 動(dòng) 電 路 帶 負(fù) 載 RL(接 在 C1與 C2之

42、 間 ), 對(duì)于 差 動(dòng) 信 號(hào) 而 言 ， RL中 點(diǎn) 為 零 電 位 , 所 以 放 大倍 數(shù) ： berR RRA B LCd )2/( 總 的 差 動(dòng) 電 壓 放 大 倍 數(shù) ： u i1 +UCCRC T1RB RCT2 RBui2REUEEuouiRLR R雙 端 輸 入 雙 端 輸 出 的 電 路C1 C2 2021-8-13 70目 錄/6/ 6 ro = 2 RC )(2 Bbe Rrri 輸 入 電 阻 ：輸 出 電 阻 ： 4 輸 入 、 輸 出 電 阻 :uod1ui1 RB B1 EC1 RCib1rbeib1 uod2 RBB2EC2RCib2 rbeib2 ui2

43、rori1 ri2ri = ri1+ri2 2021-8-13 71目 錄/6/ 6 共 模 電 壓 放 大 倍 數(shù) 和 共 模 抑 制 比雙 端 輸 出 時(shí) ； 共 模 輸 出 電 壓 uoc = 0， 所 以 ：共 模 電 壓 放 大 倍 數(shù) ： Ac = 0KCMRR AC = 0共 模 抑 制 比 :KCMRR = KCMRR (dB) = cdAA cdAAlog20 2021-8-13 72目 錄/6/ 6 2.單 端 輸 入 單 端 輸 出 的 電 路 ui1 +UCCRC T1RB RCT2 RBui2REUEEuo1ui單 端 輸 入 單 端 輸 出 的 電 路uo2 差 模

44、 電 壓 放 大 倍 數(shù)1 信 號(hào) 輸 入 : iiii uuuu 221 022 2 iii uuu單 端 輸 入 也 有 差 模 輸 入對(duì) 差 模 信 號(hào) 而 言 ， 單 端 輸 入 與 雙 端輸 入 的 效 果 一 樣 2021-8-13 73目 錄/6/ 6 uodRB B1 E C1 RCib1ui rbe1ib1差 模 信 號(hào) 通 路 :23 差 模 電 壓 放 大 倍 數(shù) : )(2 212 11i1odiodd beB CbeB C rR RrR RuuuuA 本 管 輸 入 本 管 輸 出 時(shí) ： uod 與 ui 反 相本 管 輸 入 他 管 輸 出 時(shí) ： uod 與 u

45、i 同 相 2021-8-13 74目 錄/6/ 6 ro = RC )(2 B1be Rrri 輸 入 電 阻 ：輸 出 電 阻 ： 4 輸 入 、 輸 出 電 阻 : uodRB B1EC1 RCib1ui rbe1ib1 2021-8-13 75目 錄/6/ 6 共 模 信 號(hào) 通 路 : 共 模 電 壓 放 大 倍 數(shù) 和 共 模 抑 制 比uic uoc2REERC T1RB ic1ie1 微 變 等 效 電 路uic ic1RB uocib1 RCib12RE ie1rbe1 E1bBicocc )1(2 RrR RuuA c 共 模 電 壓 放 大 倍 數(shù) 2021-8-13 7

46、6目 錄/6/ 6 共 模 抑 制 比單 端 輸 出 時(shí) ， REAC KCMRR KCMRR = KCMRR (dB) =cdAA cdAAlog20 EE1bBcocc 2)1(2 RRRrR RuuA cci 4.雙 端 輸 入 單 端 輸 出 的 電 路3.單 端 輸 入 雙 端 輸 出 的 電 路單 端 輸 入 雙 端 輸 出 與 雙 端 輸 入 雙 端 輸 出 的 電 路 一 樣雙 端 輸 入 單 端 輸 出 與 單 端 輸 入 單 端 輸 出 的 電 路 一 樣 2021-8-13 77目 錄/6/ 6 差 放 電 路 小 結(jié) ： 放 大 差 模 信 號(hào)抑 制 共 模 信 號(hào) （

47、 抑 制 零 漂 ） ；差 分 信 號(hào) 可 分 解 為 一 對(duì) 共 模 信 號(hào) 和 一 對(duì) 差 摸 信 號(hào)1. 信 號(hào) 的 輸 入2. 發(fā) 射 極 電 阻 RE的 作 用 RE對(duì) 差 模 信 號(hào) 不 起 作 用 （ 視 為 短 路 ） RE對(duì) 共 模 信 號(hào) 有 負(fù) 反 饋 作 用 ； RE越 大 ， 抑 制 共 模 信 號(hào) 的 能 力 就 越 強(qiáng) 3. 輸 入 、 輸 出 方 式 對(duì) 差 模 信 號(hào) 而 言 ， 單 端 輸 入 與 雙 端 輸 入 的 效 果 一 樣對(duì) 差 模 信 號(hào) 而 言 ， 單 端 輸 出 與 雙 端 輸 出 的 效 果 不 同 2021-8-13 78目 錄/6/ 6

48、 雙 端 輸 出 時(shí) ： Ac = 0； KCMRR =;)2/( B LCd berR RRA ro = 2RC輸 出 電 阻 ： 單 端 輸 出 時(shí) ： ;)(2 )/( B LCd berR RRA ;2 ECc RRA REAC KCMRR ro = RC輸 出 電 阻 ： 單 端 輸 入 或 雙 端 輸 入 時(shí) ：輸 入 電 阻 ： )(2 Bbe Rrri 2021-8-13 79目 錄/6/ 6 具 有 恒 流 源 的 實(shí) 際 差 動(dòng) 放 大 電 路 1.晶 體 管 T3為 恒 流 源T3工 作 在 放 大 區(qū) 具 有恒 流 特 性 。 可 以 使 共模 放 大 倍 數(shù) Ac0，

49、 共模 抑 制 比 KCMR2.調(diào) 零 點(diǎn) 位 器 RP 解 決 兩 邊 電 路 不 完 全對(duì) 稱 ， 帶 來(lái) 的 零 漂 問(wèn) 題R P的 取 值 約 幾 十 到 幾 百 歐 姆 實(shí) 際 差 動(dòng) 放 大 電 路 -UEET3RP IC3=ISRB1 RB2 RE ui2ui1 uo1 uo2T2T1 RBRBRC RC +UCC思 考 題 ： 5-5 2021-8-13 80目 錄/6/ 6 5.10 場(chǎng) 效 應(yīng) 管 放 大 電 路 2021-8-13 81目 錄/6/ 6 場(chǎng) 效 應(yīng) 管 的 微 變 等 效 電 路 gsduigm 跨 導(dǎo)ddsds iur 漏 極 輸 出 電 阻g s dg

50、su di dsu sg d rDSgsu gsugm dsu很 大 ， 可 忽 略 2021-8-13 82目 錄/6/ 6 5.10.1 共 源 極 放 大 電 路 計(jì) 算 ： UDS和 ID+UDD+20V uoR Sui CSC2C1RG 1 RDRGRG 2 RL150k50k1M 10k10kG D S 10k 1. 靜 態(tài) 分 析 已 知 ：UG S（ off） = -5Vgm=0.312msIDSS= 1mA 2021-8-13 83目 錄/6/ 6 V5DDG 2G 1 G 2G URR RU 2G S 2G S(off)G SDSSD )51(1 )1( UUUII D S

51、DG SGG S 105 I RIU UUU +UDD+20V uoRSui CSC2C1RG 1 RDRGRG 2 RL150k50k1M 10k10kG D S 10k DG S 105 IU 2G SD )51(1 UI 2021-8-13 84目 錄/6/ 6 DG S 105 IU 2G SD )51(1 UI mA64.1V,4.11)1( DG S IU mA61.0V,1.1)2( DG S IU UG S UG S（ off） 舍 去解 得 兩 組 解 V8.7)( mA61.0V,1.1 SDDDDDS DG S RRIUU IU靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) : 2021-8-13

52、85目 錄/6/ 6 2. 動(dòng) 態(tài) 分 析r i rogsUUi )/( LDgs RRUgU mo Lmio RgUUAu iU gsU oU dI gsmUg sgRG 2RG 1RG RLd RLRD 2021-8-13 86目 錄/6/ 6 G21G )/( RRRRr GGi M0375.1 ro=RD=10Ks gRG 2RG 1RG d RLRD rori 56.11010 1010312.0Lmio RgUUAu 2021-8-13 87目 錄/6/ 6 5.10.2 共 漏 極 放 大 電 路 源 極 輸 出 器 uo+UDDRSuiC1 RG 1RG 2 RLDS C2G

53、2021-8-13 88目 錄/6/ 6 微 變 等 效 電 路 ： Lgsmgs Lgsm RUgU RUgUUA iou 11 LmLm RgRg iU gsU oUdIgsmUg gRG 2RG 1 s d RLRS電 壓 放 大 倍 數(shù) ： 2021-8-13 89目 錄/6/ 6 iU gsU oUdIgsmUg gRG 2RG 1 s d RLRSri輸 入 電 阻 ： 21 / GGi RRr 2021-8-13 90目 錄/6/ 6 輸 出 電 阻 ro： 用 加 壓 求 流 法 mgsm gs 1gUgUIUro Soo /Rrr 作 業(yè) ： 5-20 gsU UIgsmUg gRG 2RG 1 s d RS ro ro mmgR RgRr 1/1S SSo 2021-8-13 91目 錄/6/ 6 第 5 章結(jié) 束 2021-8-13 92目 錄 若 有 不 當(dāng) 之 處 ， 請(qǐng) 指 正 ， 謝 謝 ！