第三章多级放大电路(精品).ppt

2. 动态分析 1） 对差模信号的放大作用 在差分放大电路的两个输入端分别加入一对大小相等、极性相反的信号，即ui1=-ui2，这种输入方式称为差模输入。两输入端之间的信号之差称为差模信号（Difference-Mode Signal）， 用uid表示， 差模信号作用下的差分放大电路如图3-9（a）所示。由于V1管和V2管的基极所加电压信号大小相等、极性相反，V1管的集电极电流iＣ１增加，V2管的集电极电流iC2就减小。若两边电路完全对称，则ΔiC1=-ΔiＣ２，ΔiE1=-ΔiE2，流过发射极电阻Re上的电流总量ΔiRe=ΔiE1-ΔiE2=0， Re上的差模信号电压降为零。因而对差模信号而言，Re可视为短路。考虑到两管集电极输出电压也是大小相等，极性相反，故负载RL的中点，RL/2处可看成是零电位，即虚地。这样，在差模输入信号作用下，差分放大电路的交流通路如图3 - 9（b）所示，图中uod表示差模输出电压。 图 3-9 输入差模信号的差分放大电路 (a) 电路图； (b) 交流通路 在差模输入信号作用下，差模输出电压的变化量Δuod与输入电压的变化量Δuid之比定义为差模电压放大倍数Aud，即 由图3-9（b）可知, 双端输入、双端输出的差模电压放大倍数为 (3-10) (3-9) 可见，差分放大电路虽然采用了两只三极管，但是差模电压放大倍数与单管共射放大电路相同，也就是说它是以牺牲一只管子的电压放大倍数为代价来换取抑制温漂的。若从单端输出， 则差模电压放大倍数为 (3-12) (3-11) 差模输入方式下，从差分放大电路两输入端看进去的等效电阻，称为差模输入电阻Rid，显然其值为两共射放大电路输入电阻之和，即 Rid=2(Rb+rbe) (3-13) 差模方式下的输出电阻，若从双端输出，则为单管共射放大电路输出电阻的两倍，即 Rod=2Rc  若从单端输出，则为单管共射放大电路输出电阻 Rod=Rc (3-15) (3-14) 2） 对共模信号的抑制作用 在差分放大电路的两个输入端分别加入一对大小相等、极性相同的信号， 即ui1=ui2，这种输入方式称为共模输入。两输入端分别对地的信号称为共模信号（Common-Mode Signal），用uic表示，ui1=ui2=uic。  输入共模信号的差分放大电路如图3-10（a）所示。在共模信号作用下，ΔiE1=ΔiE2，流过射极耦合电阻Re的电流总量ΔiRe=ΔiE1+ΔiE2=2ΔiE1，Re上的共模信号电压为uRe=2ΔiE1·Re， 即对共模信号而言，每管发射极等效接入一个2Re的电阻。由此可得交流等效电路如图3-10（b）所示。 图 3-10 输入共模信号的差分放大电路 (a) 电路图； (b) 交流通路 在共模信号作用下，共模输出电压的变化量Δuoc与输入电压的变化量Δuic之比定义为共模电压放大倍数Auc， 即 由图3-10（b）可见，只要电路对称，双端输出时的共模电压放大倍数为 单端输出时的共模电压放大倍数为 共模输入电阻是将两输入端并联后，由输入端到地之间的等效输入电阻， 即 单端输出的共模输出电阻为 为了衡量差分放大电路放大差模信号、抑制共模信号的能力，引入了一个指标参数——共模抑制比（Common-Mode Rejection Ratio），用KCMR表示。 共模抑制比越大，表明差分放大电路对共模信号的抑制能力越强。这在直接耦合的放大电路中是很有意义的。因为温度、 电源电压等所引起的零漂，以及外界干扰信号等对两管的影响是相同的，所以可等效地看成是作用在差放输入端上的共模信号，从而在输出端被抑制掉，使差模输入的有用信号得到放大。 3） 输入任意信号 在实际应用中，加到差分放大电路输入端的电压信号往往是任意的电压信号，它们既不是差模信号，也不是共模信号， 在这种情况下，可将ui1和ui2变换为下列形式 其中 上述变换表明，当差分放大电路两端加任意信号时，可以把它们用差模信号和共模信号来表示，分别求出差模信号作用下的差模输出电压和共模信号作用下的共模输出电压，然后利用叠加定理，将差模输出电压和共模输出电压相叠加，即得到任意信号作用下的输出电压。 * 第3章 多级放大电路 第3章 多级放大电路 3.1 多级放大电路 3.2 差分放大电路 3.1 多级放大电路 3.1.1