差分放大器与多级放大器课件.ppt

第5章 差分放大器与多级放大器 5.1 多级放大电路的一般结构及耦合方式 5.2 多级阻容耦合放大电路的分析 5.3 直接耦合式放大电路 5.4 差分放大电路 5.5 恒流源差分放大电路与电流源 5.6 集成运算放大器及读图方法 5.1 多级放大电路的一般结构及耦合方式 5.1.1 多级放大电路的一般结构 一个三极管（或场效应管）构成的单管放大电路的放大倍数一般为几倍～几十倍。而在实际应用的电子设备中，要求的放大倍数往往很大。 为此，需要把若干单级放大电路串接起来，组成多级放大电路。图5-1-1为三级放大电路示意图： 5.1.1 多级放大电路的一般结构 1、电压放大倍数 （5-1-1） 对于n级放大器： （5-1-3） 式中：各级电压放大倍数都是把后级的输入电阻作为前级的负载的情况下求得的。（即考虑了后一级放大电路对前一级放大电路的负载效应） 5.1.1 多级放大电路的一般结构 2、输入电阻Ri：多级放大电路的输入电阻Ri 就是第一级的输入电阻Ri1。 （5-1-4） 3、输出电阻Ro：三级放大电路的输出电阻Ro就是第三级的输出电阻Ro3。 （5-1-5） 对于级n级放大电路： （5-1-6） 多级放大电路的级与级之间、信号源与放大电路之间、放大电路与负载之间的连接均称为耦合。 常用的耦合方式有：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合等。 5.1.2 多级放大电路的级间耦合方式1、阻容耦合 在多级放大电路中，级与级 之间通过电容连接的耦合方 式称为阻容耦合。 图中：电容C1将输入信号耦 合到三极管T1的基极； 电容C2将T1的输出信号耦合到T2的基极； 电容C3将T2的输出信号耦合到外接负载RL。 阻容耦合的优点： ① 前后级通过电容相连，所以各级的静态工作点相互独立，不相互影响。 ② 只要电容选得足够大，在一定频率范围内的信号可以几乎不衰减地传送到下一级。阻容耦合又称为电容耦合。 阻容耦合的不足： ① 不能传送直流信号。 ② 不适用于传送缓慢变化的信号（因为对于缓慢变化的信号，信号频率低，电容容抗大，使信号衰减很大）。 ③ 大容量电容在集成电路中难以制造。 5.1.2 多级放大电路 的级间耦合方式 2、直接耦合 为了克服电容对缓慢变化的信号在 传输过程中带来的不良影响，可采 用将级与级之间直接用导线连接起来的方式，称为直接耦合。 图中，输入信号与T1的B极直接耦合，T1的C极与T2的B极直接耦合，T2的C极与负载之间直接耦合。 直接耦合的优点： ① 既可以放大交流信号，也可以放大直流和缓慢变化的信号，频率响应好。 ② 电路简单，便于集成。 直接耦合的不足： ① 各级静态工作点相互牵制，彼此不独立。导致设计和调整比较麻烦。 ② 零点漂移。 5.1.2 多级放大电路的级间耦合方式 3、变压器耦合 变压器耦合是以变压器作为 耦合元件的电路。 变压器通过磁路的耦合，把 初级的交流信号传送 到次级，而直流电流、电压不能耦合到次级。 变压器耦合的优点： ① 使级与级之间达到阻抗匹配，以获得最大的功率增益。 ② 各级静态工作点彼此独立，互不影响，设计和调整比较方便。 变压器耦合的不足： ① 频带比较窄。 ② 体积大、笨重、价格也比较贵。 5.1.2 多级放大电路的级间耦合方式 4、光电耦合 光电耦合是依靠光电耦合 器完成的。 发光二极管为输入回路，它将电能转换成光能。 光敏三极管为输出回路，它将光能再转换成电能。 光电耦合主要应用在输入电路地线与输出电路地线需要相互隔离的场合。 5.2 多级阻容耦合放大电路的分析 多级放大电路的动态性能指标与单级放大电路相同。 即：电压增益，输入电阻，输出电阻。 分析交流性能时，各级之间是互相联系的。 第一级的输出电压是第二级的输入电压； 第二级的输入电阻又是第一级的负载电阻。 例5-2-1 两级阻容耦合放大电路如图5-2-2所示， 试计算Av、Ri、Ro。 （1）求静态工作点 画出直流通路，如图5-2-3所示。 由于两级放大电路的参数相同，所以两级的静态工作点相同。 例5-2-1 (2)求出输入和输出电阻 画出微变等效电路，如图5-2-4所示。 (3)求电压放大倍数 5.3 直接耦合式放大电路 直接耦合放大电路的静态工作点