第八章

其他常用放大電路《電工電子技術(shù)基礎(chǔ)》其他常用放大電路差分放大電路功率放大電路多級放大電路放大電路的頻率特性8.1差分放大電路《第八章其他常用放大電路》利用三極管的電流控制作用，或場效應(yīng)管電壓控制作用，把微弱的電信號(hào)（簡稱信號(hào)，指變化的電壓、電流、功率）不失真地放大到所需的數(shù)值，實(shí)現(xiàn)將直流電源的能量部分地轉(zhuǎn)化為按輸入信號(hào)規(guī)律變化且有較大能量的輸出信號(hào)。放大電路的實(shí)質(zhì)，是一種用較小的能量去控制較大能量轉(zhuǎn)換的能量轉(zhuǎn)換裝置。放大電路的功能學(xué)習(xí)目標(biāo)1.熟悉差分放大電路的組成2.熟悉差分放大電路的工作原理8.1.1差分放大電路的組成零點(diǎn)漂移在放大電路中，若將輸入端短接（讓輸入信號(hào)為零），可發(fā)現(xiàn)輸出端隨時(shí)間仍有緩慢的無規(guī)則的信號(hào)輸出零點(diǎn)漂移的大小是衡量直接耦合放大器性能的一個(gè)重要指標(biāo)8.1.1差分放大電路的組成輸入等效零漂電壓衡量放大器零點(diǎn)漂移的大小不能單純看輸出零漂電壓的大小，還要看它的放大倍數(shù)放大倍數(shù)越高，輸出零漂電壓就越大，所以零漂一般都用輸出零漂電壓折合到輸入端的大小來衡量8.1.1差分放大電路的組成引起零漂的原因最主要的是溫度對晶體管參數(shù)的影響所造成的靜態(tài)工作點(diǎn)波動(dòng)零點(diǎn)漂移的危害很大，應(yīng)盡量消除差分放大電路即是抑制零點(diǎn)漂移的最有效電路8.1.1差分放大電路的組成T1和T2特性相同基極電阻相同集電極電阻相同發(fā)射極接一共用電阻RE差分放大電路的基本形式8.1.1差分放大電路的組成由于電路的對稱性當(dāng)溫度變化時(shí)，uC1和uC2的變化（即溫飄）一致，相當(dāng)于給放大電路加上了“大小相等、極性相同”的信號(hào)，即共模信號(hào)，導(dǎo)致輸出電壓uo=0，即輸出端的零點(diǎn)漂移互相抵消了輸入的有用信號(hào)分成相同的兩部分，分別加到兩管的基極，相當(dāng)于給放大電路加上了“大小相等、極性相反”的信號(hào)，即差模信號(hào)，故輸出電壓等于T1（或T2）輸出電壓的兩倍8.1.1差分放大電路的組成差分放大電路對差模信號(hào)（需要放大的有效信號(hào)）有較強(qiáng)的放大作用差分放大電路對共模信號(hào)（零漂、噪聲、干擾等）有較強(qiáng)的抑制作用8.1.1差分放大電路的組成差分放大電路的基本形式在T1、T2兩端任意加入兩個(gè)信號(hào)，均可分解成一對差模信號(hào)和一對共模信號(hào)8.1.1差分放大電路的組成差模輸入電壓為兩輸入電壓的差值共模輸入電壓為兩輸入電壓的平均值uid加在兩管輸入端之間，對單管而言，每管的差模輸入電壓僅為uid/2uic加在每個(gè)管子的輸入端，故兩個(gè)輸入端上的共模電壓相等，均為uic8.1.1差分放大電路的組成為了描述差分放大電路對零漂的抑制能力，引入了一個(gè)技術(shù)指標(biāo)——共模抑制比，定義為差模電壓放大倍數(shù)Ad與共模電壓放大倍數(shù)Ac之比KCMR愈大，電路抑制零漂的能力愈強(qiáng)8.1.1差分放大電路的組成雙端輸入-雙端輸出雙端輸入-單端輸出單端輸入-雙端輸出單端輸入-單端輸出差分電路有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，信號(hào)的輸入和輸出方式可分為8.1.2差分放大電路的靜態(tài)分析差分放大電路的基本形式以圖示電路為例，計(jì)算電路的Q點(diǎn)。令輸入電壓為零，考慮到電路結(jié)構(gòu)的對稱性，根據(jù)晶體管的基極回路可得8.1.2差分放大電路的靜態(tài)分析基極電流和電位分別為集電極電流和電位分別為發(fā)射極電位為8.1.3差分放大電路的動(dòng)態(tài)分析雙端輸入-雙端輸出差分放大電路的基本形式當(dāng)輸入差模信號(hào)時(shí)，ui1和ui2大小相等，相位相反，流過RE的電流一上一下，相互抵消為0。8.1.3差分放大電路的動(dòng)態(tài)分析雙端輸入-雙端輸出兩管的射極電位UE不變，相當(dāng)于接“地”，RE不起作用負(fù)載電阻RL兩端的電位為一端正，另一端負(fù)，認(rèn)為RL中點(diǎn)電位不變，也相當(dāng)于接“地”差模信號(hào)作用下的交流通路8.1.3差分放大電路的動(dòng)態(tài)分析雙端輸入-雙端輸出差模微變等效電路可得差模電壓放大倍數(shù)8.1.3差分放大電路的動(dòng)態(tài)分析雙端輸入-雙端輸出差模輸入電阻輸出電阻若輸入為共模信號(hào)（大小相等，方向相同），則uo1=uo2，uo=uo1-uo2=0，AC=0，共模放大倍數(shù)為0，KCMR→∞，抑制零漂能力強(qiáng)8.1.3差分放大電路的動(dòng)態(tài)分析雙端輸入-單端輸出雙端輸入-單端輸出當(dāng)輸入差模信號(hào)時(shí)，兩管的射極電位UE不變，相當(dāng)于接“地”RE無作用雙端輸入-單端輸出差模半交流通路若負(fù)載電阻RL接在T1的集電極，此時(shí)uo=uo1，電壓增益只有雙單輸出時(shí)的一半8.1.3差分放大電路的動(dòng)態(tài)分析可得差模電壓放大倍數(shù)雙端輸入-單端輸出8.1.3差分放大電路的動(dòng)態(tài)分析若負(fù)載電阻RL接在T2的集電極，則差模電壓放大倍數(shù)可表示為差模輸入電阻差模輸出電阻雙端輸入-單端輸出8.1.3差分放大電路的動(dòng)態(tài)分析共模交流通路當(dāng)輸入為共模信號(hào)時(shí)，兩輸入端的信號(hào)完全相等，RE上流過2ie

，即對每管而言，相當(dāng)于射極接了2RE的電阻雙端輸入-單端輸出8.1.3差分放大電路的動(dòng)態(tài)分析共模交流等效電路雙端輸入-單端輸出8.1.3差分放大電路的動(dòng)態(tài)分析（a）半電路交流通路圖（b）半電路微變等效電路圖共模交流等效電路雙端輸入-單端輸出8.1.3差分放大電路的動(dòng)態(tài)分析可得雙端輸入-單端輸出時(shí)的共模放大倍數(shù)為一般，，故可簡化為AC較小，說明此電路抑制共模信號(hào)的能力強(qiáng)雙端輸入-單端輸出8.1.3差分放大電路的動(dòng)態(tài)分析可知，KCRM與RE成正比，RE越大，電路抑制共模信號(hào)的能力越強(qiáng)雙端輸入-單端輸出8.1.3差分放大電路的動(dòng)態(tài)分析利用RE抑制共模信號(hào)的過程與分壓偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的過程類似：T(溫度)↑→iC1↑=iC2↑(共模)→URE↑→UBE↓→iC1↓＝iC2↓→uo(共模分量)↓(被抑制)其實(shí)質(zhì)是RE有負(fù)反饋的作用，RE大，負(fù)反饋強(qiáng)，抑制零漂的作用明顯單端輸入-雙端輸出8.1.3差分放大電路的動(dòng)態(tài)分析單端輸入是指輸入電壓只加在其中一個(gè)輸入端與地之間，另一個(gè)輸入端接地，此情況可分解成一對差模信號(hào)和一對共模信號(hào)，其余分析與雙端輸入-雙端輸出時(shí)相同單端輸入-單端輸出把輸入分解成一對差模信號(hào)和一對共模信號(hào)，其余分析與雙端輸入-單端輸出時(shí)相同8.1.4差分放大電路的性能雙端輸出差分放大器單端輸出差分放大器8.1.4差分放大電路的性能雙端輸出差分放大器單端輸出差分放