--直接耦合放大電路資料

1、3.33.3直接耦合放大電路直接耦合放大電路一、直接耦合放大電路的零點漂移現(xiàn)象一、直接耦合放大電路的零點漂移現(xiàn)象 輸入電壓為零而輸出電壓不為零且緩慢變化的現(xiàn)輸入電壓為零而輸出電壓不為零且緩慢變化的現(xiàn)象。（主要由溫度變化引起，又稱為溫度漂移。）象。（主要由溫度變化引起，又稱為溫度漂移。）2 2、產(chǎn)生零點漂移的原因、產(chǎn)生零點漂移的原因TIBICEOIC1 1、什么是零點漂移？（溫度漂移）、什么是零點漂移？（溫度漂移）直接耦合直接耦合放大電路放大電路+-uI=0mVuo+-uotO（1）引入直流負反饋（）引入直流負反饋（Re）；）；（2）溫度補償（）溫度補償（p105 圖圖2.4.5 利用二極管進行

2、溫度補償電路）；利用二極管進行溫度補償電路）；（3）采用差分放大電路（差動放大電路）。）采用差分放大電路（差動放大電路）。3 3、克服零點漂移的方法、克服零點漂移的方法二、差分放大電路二、差分放大電路1 1、電路的組成、電路的組成+-VCCuouIVBBRbReRcT+-VCCuouIVBBRbReRcTV T1和和T2兩個晶體管的參數(shù)完全一樣，則管子集電極兩個晶體管的參數(shù)完全一樣，則管子集電極靜態(tài)電位在溫度變化時也時時相等，電路以兩個管子集靜態(tài)電位在溫度變化時也時時相等，電路以兩個管子集電極電位差作為輸出，可克服溫度漂移。電極電位差作為輸出，可克服溫度漂移。+-VCCuouI1VBBRb1R

3、e1Rc1T1+-uI2Rb2Re2Rc2T2VBB+-VCCuouI1Rb1ReRc1T1+-uI2Rb2VEERc2T2-iE1iE2抑制溫度漂移的原理：抑制溫度漂移的原理：（1 1）引入直流負反饋引入直流負反饋（Re）（由于發(fā)射極電阻降低電由于發(fā)射極電阻降低電壓放大倍數(shù)，故將壓放大倍數(shù)，故將Re1和和Re2合并）；合并）；（2）采用對稱電路：采用對稱電路：共模信號共模信號121212BBCCCCiiiiuu 01211220CCCQCCQCuuuUuUu （）（）差模信號差模信號12121201212BBCCCCCCCiiiiuuuuuu 差模信號作用下差模信號作用下Re中電中電流變化為

4、零，流變化為零，Re對差模信對差模信號無負反饋作用，對差模號無負反饋作用，對差模信號相當于短路。信號相當于短路。2、長尾式差分放大電路長尾式差分放大電路（1 1）電路電路+VCCuouI1Rb1ReRc1T1+-uI2Rb2VEERc2T2-iE1iE2iC1iC2iB2iB1uC1uC2（3）共模放大倍數(shù)（描述抑制溫度漂移的能力）共模放大倍數(shù)（描述抑制溫度漂移的能力）（2）靜態(tài)分析靜態(tài)分析CEQCQEQCCCQCBEQUUUVIRU120ocococcIcIcuuuAuu 由于電路參數(shù)完全對稱，溫度變化時管子的電流變由于電路參數(shù)完全對稱，溫度變化時管子的電流變化完全相同，溫度漂移可等效成共模

5、信號?；耆嗤瑴囟绕瓶傻刃С晒材Ｐ盘?。+VCCuoRb1ReRc1T1+-Rb2VEERc2T2-IEQICQICQIBQIBQIEQIREuC1uC22BQbBEQEQeEEIRUIRV2EEBEQEQeVUIR 1EQBQII （）(Rb一般很小一般很小,可忽略?？珊雎?。)（4）對差模信號的放大作用對差模信號的放大作用2ibbeRRr（）+VCCuodRb1ReRc1T1+-Rb2VEERc2T2-iE1iC1iC2iB1iB2iE2uC1uC2+-+-uI1RLuIduId2uId2uI2oddIduAu 1212odIduu 1/2cLbbeRRRr （）2ocRR uod+-R

6、c1Rc2RL2RL2Rb1Rb2uIdiB1iB2rbe1rbe211Bi 22Bi （5 5）共模抑制比）共模抑制比（考察對差模的放大能力和對共模抑制的能力）（考察對差模的放大能力和對共模抑制的能力）dCMRcAKA 如將前面電路里的如將前面電路里的uI的極性反接，傳輸?shù)臉O性反接，傳輸特性就是同向傳輸特特性就是同向傳輸特性。性。Uom的大小與使用的大小與使用的電源電壓有關。的電源電壓有關。（6 6）電壓傳輸特性（輸入）電壓傳輸特性（輸入輸出特性）輸出特性）線性關系線性關系同向傳輸特性同向傳輸特性反向傳輸特性反向傳輸特性-UomUomuoduIdO3 3、差分電路的四種接法、差分電路的四種接

7、法（1 1）雙端輸入雙端輸出）雙端輸入雙端輸出1/2cLdbbeRRARr （）應用舉例：應用舉例：220ibbeoccCMRRRrRRAK （） R1、R2、R3、R4組組成電橋，思考：什么時成電橋，思考：什么時候電壓表讀數(shù)為零？候電壓表讀數(shù)為零？+VCCReRc1T1VEERc2T2-VR1R3R4R2Rb1Rb2（2 2）雙端輸入單端輸出）雙端輸入單端輸出靜態(tài)分析靜態(tài)分析111CEQCQEQCCCQCBEQUUUVIRU靜態(tài)電流靜態(tài)電流IBQ1=IBQ2，ICQ1=ICQ2+VCCuouIRbReRcT1+-RbVEERcT2-+-RLVCCRcRLT1cR ccV +VCCUCQ1Rb

8、ReT1RbVEERcT2-UCQ2+cR ccV LCCCCLCRVVRR /CCLRRR 2EEBEQEQeVUIR 1EQBQII （）222CEQCQEQCCCQCBEQUUUVIRUa a、輸入差模信號、輸入差模信號ocRR （思考：什么時候輸入與輸出同相？）（思考：什么時候輸入與輸出同相？）動態(tài)分析動態(tài)分析+VCCuouIRbReRcT1+-RbVEERcT2-+-RL(/)/12()2odCcLcLdIdBbbebbeuiRRRRAuiRrRr （）2ibbeRRr（）uod+-RcRcRLRbRbuIdiBrberbe1Bi b、輸入共模信號、輸入共模信號 輸入共模信號時，輸入

9、共模信號時，Re電阻上的電流變化電阻上的電流變化iRE=2 iE，發(fā)射級電位的變化發(fā)射級電位的變化ue=2 iE Re ，所以對每一個晶體管，所以對每一個晶體管來說，可認為來說，可認為iE流過阻值為流過阻值為2Re的射級電阻。的射級電阻。+VCCuouIRb2ReRcT1+-RbVEERcT2-+-RL2Reuoc+-RcRLRb2ReuIciBrbeBi +VCCuouIRbReRcT1+-RbVEERcT2-+-RL2(1)2()dbbeeCMRcbbeARrRKARr Re越大，越大，KCMR越大。越大。(/)2(1)occLcIcbbeeuRRAuRrR uoc+-RcRLRb2Reu

10、IciBrbeBi （3 3）單端輸入、雙端輸出單端輸入、雙端輸出2IodIcuuAuA 在差模信號輸入時，如果電路參數(shù)不對稱，則共模在差模信號輸入時，如果電路參數(shù)不對稱，則共模放大倍數(shù)放大倍數(shù)Ac不為零，輸出端不僅有差模輸出電壓，而且不為零，輸出端不僅有差模輸出電壓，而且還有共模輸出電壓。還有共模輸出電壓。+VCCuoRbReRcT1+-RbVEERcT2-+-RLuI-+-uI2+VCCuoRbReRcT1+-RbVEERcT2-+-RLuI2+-uI2uI2如果電路參數(shù)理想對稱，則如果電路參數(shù)理想對稱，則Ac=0，KCMR為無窮大。為無窮大。 單端輸入、雙端輸出電路與雙端輸入、雙端輸出電

11、單端輸入、雙端輸出電路與雙端輸入、雙端輸出電路的區(qū)別：單端輸入、雙端輸出電路在差模信號輸入的路的區(qū)別：單端輸入、雙端輸出電路在差模信號輸入的同時，伴隨著共模信號輸入。同時，伴隨著共模信號輸入。 單端輸入、雙端輸出電路與雙端輸入、雙端輸出電單端輸入、雙端輸出電路與雙端輸入、雙端輸出電路的靜態(tài)工作點和動態(tài)參數(shù)的分析完全相同。路的靜態(tài)工作點和動態(tài)參數(shù)的分析完全相同。（4 4）單端輸入、單端輸出）單端輸入、單端輸出（分析與雙端輸入、單端輸出相同）（分析與雙端輸入、單端輸出相同）+VCCuouIRbReRcT1+-RbVEET2-+-RL+VCCuoRbReRcT1+-RbVEET2-RL-+-uI2+

12、-uI2+-uI2uI2-+-uI2+VCCuoRbReRcT1+-RbVEERcT2-+-RLuI2+-uI2uI2 2ibbeRRr（）/202LcdbbecocRRARrARR （）/12(/)2(1)cLdbbecLcbbeeocRRARrRRARrRRR （）四種接法的動態(tài)參數(shù)歸納：四種接法的動態(tài)參數(shù)歸納：輸入電阻輸入電阻雙端輸出雙端輸出單端輸出單端輸出單端輸入，若輸入信號為單端輸入，若輸入信號為uI，則，則,2IIdIIcuuuu1212:2IIIcIdIIuuuuuu 其其中中（5 5）任意輸入情況下的合成輸出信號）任意輸入情況下的合成輸出信號1212122IIIIIuuuuu1

13、212222IIIIIuuuuu1222IdIIcIdIIcuuuuuu+VCCuouI1RbReRcT1+-uI2RbVEERcT2-4 4、具有恒流源的長尾式差分放大電路、具有恒流源的長尾式差分放大電路 Re越大，越大，KCMR越大，抑制溫漂的作用越強，但為越大，抑制溫漂的作用越強，但為了保持原來的靜態(tài)工作點，電源電壓就要增加，且集了保持原來的靜態(tài)工作點，電源電壓就要增加，且集成電路中，制作大電阻也不容易，故靠增大成電路中，制作大電阻也不容易，故靠增大Re的阻值的阻值來提高來提高KCMR是不現(xiàn)實的。用晶體管電路來代替是不現(xiàn)實的。用晶體管電路來代替Re：+VCCuouI1RbR3RcT1+-

14、uI2RbVEERcT2-R2R1I1iE1iE2IB3I2IE3IC3T3uCEiCUCEQICQIBQQUCES直流電阻直流電阻CEQdCQUrI 比較小比較小輸出曲線越平坦，交流電阻越大輸出曲線越平坦，交流電阻越大交流電阻交流電阻CEceCuri 所以虛線中的電路可以保所以虛線中的電路可以保證在不增加電源電壓的情況證在不增加電源電壓的情況下，保證原來的靜態(tài)工作點，下，保證原來的靜態(tài)工作點，同時增加同時增加KCMR 。+VCCuouI1RbR3RcT1+-uI2RbVEERcT2-R2R1I1iE1iE2IB3I2IE3IC3T31312BEERUVRR 333EBBEUUU333EEEE

15、UVIR 23123EEBERVURRR 3CI 若忽略若忽略UBE3的影響，則的影響，則IC3基本上是恒定電流?；旧鲜呛愣娏?。5 5、零點可調(diào)的差分放大電路、零點可調(diào)的差分放大電路 調(diào)零：輸入端短路，輸調(diào)零：輸入端短路，輸出也為零，但出也為零，但T1和和T2無法無法作到絕對對稱，所以在前作到絕對對稱，所以在前面電路中加一小電阻的電面電路中加一小電阻的電位器在兩個管子的發(fā)射極位器在兩個管子的發(fā)射極之間。之間。+VCCuouI1RbRWRcT1+-uI2RbVEERcT2-iE1iE2I6 6、由場效應管組成的差分放大電路、由場效應管組成的差分放大電路 場效應管組成的場效應管組成的差分放大電

16、路可以獲差分放大電路可以獲得較大的輸入電阻，得較大的輸入電阻，也有四種接法，分析也有四種接法，分析方法與晶體管組成的方法與晶體管組成的差分放大電路相同。差分放大電路相同。RgRgRdRd-VSSIT1T2iS1iS2uI1uI2+VDD+-uo例題例題1 1： 已知已知Rb=1K，Rc=10 K，RL=5.1 K，VCC=12V，VEE=6V，晶體管的，晶體管的=100，rbe= 2K。（1）為使）為使T1管和管和T2管的發(fā)射極靜態(tài)電流均為管的發(fā)射極靜態(tài)電流均為0.5mA，Re的取值應為多少？的取值應為多少？T1管和管和T2管的管壓降等于多少？管的管壓降等于多少？+VCCuodRb1ReRc1

17、T1+-Rb2VEERc2T2-iE1iC1iC2iB1iB2iE2uC1uC2+-uI1RLuIduI2解解: (1)5.32EEBEQeEQVURkI 7CQCCCQcUVIRV7.7CEQCQEQUUUVuE（3）若將電路改成單端輸出，用直流表測得輸出電）若將電路改成單端輸出，用直流表測得輸出電壓壓uo=3V，試問輸入電壓，試問輸入電壓uI約為多少？設約為多少？設IEQ=0.5mA，且共模輸出電壓忽略不計。且共模輸出電壓忽略不計。（2）計算）計算Au、Ri和和Ro的數(shù)值；的數(shù)值；/268LcubbeRRARr 2()6ibbeRRrk220ocRRk+VCCuodRb1ReRc1T1+-

18、Rb2VEERc2T2-iE1iC1iC2iB1iB2iE2uC1uC2+-uI1RLuIduI21(/)2.36LCQCCCQcLcLRUVIRRVRR +VCCuodRb1ReRc1T1+-Rb2VEERc2T2-iE1iC1iC2iB1iB2iE2uC1uC2+-uI1RLuIduI2（3）若將電路改成單端輸出，用直流表測得輸出電壓）若將電路改成單端輸出，用直流表測得輸出電壓uo=3V，試問輸入電壓，試問輸入電壓uI約為多少？設約為多少？設IEQ=0.5mA，且共，且共模輸出電壓忽略不計。模輸出電壓忽略不計。1(/)2.36LCQCCCQcLcLRUVIRRVRR 0.64ooCEQuu

19、UV11.4oIduumVA /1562cLubbeRRARr 例題例題2:2: 電路如圖電路如圖P3.8所示，所示，T1管和管和T2管的管的均為均為40，rbe均為均為3k。試問：若輸入直流信號。試問：若輸入直流信號uI1=20mv，uI2=10mv，則電路的共模輸入電壓則電路的共模輸入電壓uIC=？差模輸入電壓？差模輸入電壓uId=？輸出動？輸出動態(tài)電壓態(tài)電壓uO=? 解：電路的共模輸入電壓解：電路的共模輸入電壓u uICIC為：為： 由于電路的共模放大倍數(shù)為零，故由于電路的共模放大倍數(shù)為零，故uO僅由差模輸僅由差模輸入電壓和差模放大倍數(shù)決定。入電壓和差模放大倍數(shù)決定。 +VCCuoIRc

20、T1+-VEET2-uI1uI2+-10k差模放大倍數(shù)差模放大倍數(shù)Ad為為:12152IIICuuumV 差模輸入電壓差模輸入電壓uId為：為：1210IdIIuuumV動態(tài)電壓動態(tài)電壓uo分別為分別為:672CdbeRAr 0.67OdIduA uV 例題例題3:3:（1）靜態(tài)時）靜態(tài)時T1管和管和T2管的發(fā)射極電流。管的發(fā)射極電流。（2）若靜態(tài)時）若靜態(tài)時uO0，則應如何調(diào)節(jié)，則應如何調(diào)節(jié)Rc2的值才能使的值才能使uO 0V？若靜態(tài)？若靜態(tài)uO 0V，則，則Rc2 ？電壓放大倍數(shù)為多？電壓放大倍數(shù)為多少？少？ 電路如圖所示，所有晶體管均為硅管，電路如圖所示，所有晶體管均為硅管，均為均為60

21、，rbb =100，靜態(tài)時，靜態(tài)時UBEQ0.7V。試求：。試求：+VCCuoT1+-VEERc2T2-uIT3RRe3Re4T410 k2 k500DZ+-3.7VRc410 k+-(+12V)(-6V)解：（解：（1）T3管的集電極電流管的集電極電流3330.3ZBEQCeUUIRmA （2）若靜態(tài)時）若靜態(tài)時uO0，則應減小，則應減小 Rc2。靜態(tài)時靜態(tài)時T1管和管和T2管的發(fā)射極電流管的發(fā)射極電流IE1IE20.15mA+VCCuoT1+-VEERc2T2-uIT3RRe3Re4T410 k2 k500DZ+-3.7VRc410 k+-(+12V)(-6V)440oCcEEuIRV24

22、442cEeBEQRcIRUIR uoIC4（ IE4 ）IB4IB4= IC2 IRC2IRC2RC2 當當uI0時時uO0，T4管的集電極電流管的集電極電流IC4VEE / Rc40.6mA。Rc2的電流及其阻值分別為：的電流及其阻值分別為：242420.14cCRCBCIIIIImA 2444227.14cEeBEQRccIRUIRRk 440.6ECIImA+VCCuoT1+-VEERc2T2-uIT3RRe3Re4T410 k2 k500DZ+-3.7VRc410 k+-(+12V)(-6V)電壓放大倍數(shù)求解過程如下：電壓放大倍數(shù)求解過程如下： 2226(1)10.7bebbEQmV

23、rrIk 4426(1)2.74bebbEQmVrrIk +VCCuoT1+-VEERc2T2-uIT3RRe3Re4T410 k2 k500DZ+-3.7VRc410 k+-(+12V)(-6V) 5162124421.)(/ beebecurRrRA 1814442 ebecuRrRA)( 29721 uuuAAA三、直接耦合互補輸出級（三、直接耦合互補輸出級（ OCL ） 電壓放大電路的輸出級基本要求電壓放大電路的輸出級基本要求:（1）輸出電阻低；）輸出電阻低；（2）最大不失真輸出電壓盡可能大。）最大不失真輸出電壓盡可能大。 電路為共集放大電路，輸出電電路為共集放大電路，輸出電阻小，但此

24、電路靜態(tài)時，輸出電壓阻小，但此電路靜態(tài)時，輸出電壓不為零，且?guī)县撦d后工作點會改不為零，且?guī)县撦d后工作點會改變。變。1 1、基本電路、基本電路TReRLuiRb+VCCTReRLui+VCC-VEE 靜態(tài)時，輸出電壓為零，且?guī)ъo態(tài)時，輸出電壓為零，且?guī)县撦d靜態(tài)工作點不變，但此電路上負載靜態(tài)工作點不變，但此電路的輸出不對稱，當?shù)妮敵霾粚ΨQ，當ui0,最大輸出幅最大輸出幅度為（度為（VCC-UCES），當），當ui 0時，時，ui 0時，時，交越失真交越失真uitOuotO2 2、消除交越失真的互補輸出級、消除交越失真的互補輸出級 加入靜態(tài)偏置，即在加入靜態(tài)偏置，即在ui =0時，時， T1和

25、和T2都處于臨界導通狀都處于臨界導通狀態(tài)。二極管動態(tài)電阻很小，可態(tài)。二極管動態(tài)電阻很小，可認為認為 T1和和T2的基極動態(tài)電位近的基極動態(tài)電位近似相等，且均為似相等，且均為ui 。在輸入信。在輸入信號作用下，能保證至少有一個號作用下，能保證至少有一個管子導通，實現(xiàn)雙向跟隨。管子導通，實現(xiàn)雙向跟隨。T1RLui+VCC-VCCT2+uo-R1D1R2D2b1b2R3R4b1b2TII1IBI2集成電路中，一般采用倍增電路。集成電路中，一般采用倍增電路。1234434(1)B BCEBEBERRUUURRUR 合理選擇合理選擇R3和和R4的參數(shù)，可以的參數(shù)，可以得到得到UBE任意倍數(shù)的直流電壓。任

26、意倍數(shù)的直流電壓。3 3、準互補輸出電路、準互補輸出電路1234(1)B BBERUURR3R4R1R2T5uiuo+-RLT1T2T3T4+VCC-VCC 要尋找特性完全對稱要尋找特性完全對稱的的NPN型和型和PNP型管比型管比較困難，所以采用復合較困難，所以采用復合管，從輸出端看管，從輸出端看T2和和T4均采用同種類型的管子，均采用同種類型的管子，比較容易作到特性相同，比較容易作到特性相同，且復合管增大了電流放且復合管增大了電流放大系數(shù)。大系數(shù)。四、直接耦合多級放大電路四、直接耦合多級放大電路 直接耦合多級放大電路常用差分電路做為輸入直接耦合多級放大電路常用差分電路做為輸入級，這樣可以減小電路的溫漂，增大共模抑制比，級，這樣可以減小電路的溫漂，增大共模抑制比，輸出級一般多采用輸出級一般多采用OCL電路，這樣可以輸出電阻小，電路，這樣可以輸出電阻小，帶負載能力強，而且最大不失真電壓幅值可接近電帶負載能力強，而且最大不失真電壓幅值可接近電源電壓。源電壓。例題：例題： （1）說明電路是幾級放大電路，各級分別是哪）說明電