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模拟电子技术基础第三章


1.阻容耦合
Rb1
RS
Cb+1
+
+
us
ui
-
-
Rc1
+
Cb 2
Rb2
T1
+ UCC
R
c2
+
Cb3
T2
+
RL uo
-
信号源US经耦合电容Cb1与第一级的输入电阻 Ri1联系起来,经第一级放大后的信号又经耦合电 容Cb2与第二级的输入电阻Ri2联系起来,信号是通 过电阻和电容的连接进行传递的,这种方式为阻 容耦合方式。
3.1.1 模拟集成电路特点
模拟集成电路一般是由一块厚约0.2- 0.25mm的P型硅片制成,这种硅片是集成电 路的基片。它上面可以做出包含有几十个或 者更多的BJT或FET、电阻和连接电路。和分 立元件相比,模拟集成电路有如下几个方面 的特点:
(1)电路结构与元件参数具有对称性。
(2)电阻和电容值不易做太大,电路结构上采 用直接耦合方式。
Rc1
T1
+UCC
R c2
T2
Re2
R c1
T1
R c2
+UCC
T2
D1
D2
D3 D4
(a)利用电阻Re提高射极电位 (b)利用二极管提高射极电位
(2)零点漂移问题 如果将直接耦合放大电路的输入端短路,其输出
端应有一固定的直流电压,即静态输出电压。但是, 实际输出电压将随时间变化而偏离初始值作缓慢的随 机波动,这种现象称为零点漂移,简称零漂。
U CC R
I REF R
2IB
IC1
T1
U CC
RC
IC 2
T2
UCC
3.微电流源
在上图的电路中的
T2加上一个发射极电阻 ,就可以构成集成电路
IREF
R
2IB
中常用的一种微电流源
,如图所示。
IC 1
T1
+
I C2
IE2
U BE1 U BE2 R e2
ΔU BE R e2
-UBE1
IC2
+ T2
- UBE2
IE2
Re2
3.2 多级放大电路
3.2.1 级间耦合方式 3.2.2 多级放大电路的基本性能指标分析
3.2.1 级间耦合方式
多级放大电路内部各级间的连接方式称 为放大器级间耦合方式。
常见的耦合方式有三种,即阻容耦合、 直接耦合和变压耦合。不管采用何种耦合方
式,都必须保证:前级的输出信号能顺利传 递到后一级的输入端;各级放大器都有合适 的静态工作点。
U CC
固定,在一定范围内IC
基本恒定。
(a) 三极管电流源电路
C
R0
(b)符号
I
2.镜像电流源
镜像电流源如图所 示,设T1、T2的参数 完全相同,则IE1=IE2 ,IC1=IC2,当三极管 的β较大时,基极电 流IB可以忽略。则
IC2=IC1=IREF-2IB≈IREF=
U CC U BE ≈ R
为了抑制零漂,常用的措施有:
①引入直流负反馈稳定静态工作点,减小零点漂移。
②利用温敏元件补偿放大管的零漂。
③采用差分放大电路作为输入级。
3.2.2 多级放大电路的基本性能指标分析
1.电压放大倍数 在多级放大电路中,由于各级之间是互相
串联起来的,前一级的输出就是后一级的输入 ,所以,多级放大电路总的电压放大倍数等于 各级电压放大倍数的乘积。
-
为直接耦合。
直接耦合存在的问题:
(1)级间直流电位匹配问题
在直接耦合电路中,前后级之间直接连接,造成 各级静态工作点互相影响。即前级的静态输出电压便 是后级的偏置电压,该电压的大小既要保证前级晶体 管的Q点合适,又要给后级提供合适的偏置电流。
常采用提高后级的射极电位的方法,实现级 间电位匹配,使两级工作点都满足要求。
2.输入电阻和输出电阻
一般来说,多级放大电路的输入电阻Ri就是第 一级放大电路的输入电阻,而多级放大电路的输出 电阻Ro就是末级放大电路的输出电阻。
多级放大电路的第一级常称为输入级,多级放 大电路的最后一级又称为输出级。因此,在考虑输 入级和输出级的电路形式和参数时,常常需要考虑 实际工作对输入电阻和输出电阻的要求,而把放大 倍数放在次要地位,至于放大倍数可主要由中间各 放大级来提供。
+
R2
11 k
R4 51 R7
R5
1k
+
-C2
3.3k
RL
5.1k
uo
O 47F
-
3.试分别计算接在第一级输出端和第二 级输出端时,电路的电压放大倍数。
解:(1)各级静态工作点彼此独立,可分级计算。
第一级:

U B1
UCCR 2 R1 R2
1211 V 11 51
2V
IE1
UB1 UBE R4 R5
(2 0.7)V (1 0.051)KΩ
1.24mA
IC1 IE1
I B1
I C1 β
1.24mA 50
24.8A
UCE1 UCC IC (R 3 R 4 R 5 ) 12V 1.24mA(5.1 0.0511)kΩ 4.37V
第二级:
IB2
UCC UBE R 6 (1 β2 )R 7
(12 0.7)V 0.035mA (150 51 3.3)KΩ
例3.2.1 共射-共集两级阻容耦合放大电路 如图。
β1 β2 50
UBE 0.7V
rbb1 rbb2 200
+
1. 求各级的静态工作点;
us
2.求电路的输入电
阻和输出电阻;
-
Ucc(12V )
I
R3
R6
R1 5.1k 150k
51k
C1 +
IB1
10 F
A 10F T1
T2 + C3
10F
(3)为克服直接耦合的零点漂移,常采用差分 放大电路。
(4)采用半导体三极管(或者场效应管)来代 替电阻、电容和二极管等元件。
3.1.2 集成运放中的电流源
1.三极管电流源
UCC
由三极管构成的电 流源如图(a)所示。 Rb1
IC
当UCC、Rb1、Rb2、Re确
T
定后,基极电位
Rb2 Re
UB
R b2 R b1 R b2
2.变压器耦合
变压器Tr1将 第一级的输出信号 传送给第二级, Tr2将第二级的输 出信号传送给负载 。两级放大器均为 共射组态,实现信 号的放大。
3.直接耦合
Rc1
Rb1
+
T1
ui
-
+ UCC
为了避免耦合电
Rb2
Rc2
容或耦合变压器对缓 慢变化信号带来的不
+
T2
u0
良影响,可以把前级 的输出端直接或通过 电阻接到下级的输入 端,这种连接方式称
第3章 集成电路运算放大器
3.1 模拟集成电路概述 3.2 多级放大电路 3.3 差分放大电路 3.4 集成运算放大器及其主要参数 3.5 专用集成运放及使用
学习要点: • 集成电路的特点 • 多级放大电路的分析 • 差分放大电路的分析和计算
3.1 模拟集成电路概述
3.1.1 模拟集成电路特点 3.1.2 集成运放中的电流源
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