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[理学]第04章 多级放大电路及模拟集成电路基础
模拟电子技术基础 电子教案 V1.0 第4章 4 多级放大电路及模拟集成电路基础 4.1 多级放大电路的耦合方式 4.1.1 直接耦合 1. 级间直流电位匹配问题 例4.1.1 2. 零点漂移问题 4.1.2 阻容耦合 4.1.3 变压器耦合 4.1.4 光电耦合 4.2 多级放大电路的性能分析 4.2.1 多级放大电路的分析方法 4.2.2 多级放大电路的分析举例 例4.2.2 4.2.3 多级放大电路的频率响应 4.3 模拟集成电路基础 4.3.1 电流源电路 1. 镜像电流源 2. 多路输出比例电流源电路 3. 微电流源 4. 威尔逊(Wilson)电流源 5. 电流源用作有源负载举例 差动放大电路 差动放大电路的工作情况 1. 零点漂移的抑制 2. 有信号输入时的工作情况 2. 有信号输入时的工作情况 (3) 比较输入 典型差动放大电路 4.3.2 长尾式差分放大电路 1. 静态特性 2. 差模特性 3. 共模特性 4. 共模抑制比 5.单端输入的差模特性 6. 传输特性 四种典型的差分放大电路的性能指标 例4.3.1 4.3.3 改进型差分放大电路 2. 复合管差分放大电路 例4.3.4 3. 场效应管差分放大电路 图4.3.6 共发射极有源负载电路 4.3.1 电流源电路 T1是共射极接法的放大管 把直流电阻小、交流电阻很大的电流源作为集电极电阻或射极电阻构成基本放大电路时,可提高电路的电压增益及动态输出范围。 T2、T3组成的镜像电流源就是放大电路的集电极负载,称有源负载。 例如,在图4.3.6所示电路中, 电路结构对称,在理想的情况下,两管的特性及对应电阻元件的参数值都相等。 差动放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。 差动放大原理电路 +UCC uo ui1 RC RB2 T1 RB1 RC ui2 RB2 RB1 + + + – – – T2 两个输入、两个输出 两管静态工作点相同 uo= VC1 - VC2 = 0 uo= (VC1 + ?VC1 ) - (VC2 + ? VC2 ) = 0 静态时,ui1 = ui2 = 0 当温度升高时?IC??VC? (两管变化量相等) 对称差动放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制作用。 +UCC uo ui1 RC RB2 T1 RB1 RC ui2 RB2 RB1 + + + – – – T2 两管集电极电位呈等量同向变化,所以输出电压为零,即对共模信号没有放大能力。 (1) 共模信号 ui1 = ui2 大小相等、极性相同 差动电路抑制共模信号能力的大小,反映了它对零点漂移的抑制水平。 +UCC uo RC RB2 T1 RB1 RC RB2 RB1 + – ui1 ui2 + + – – T2 + – + – + – + – + – + – 共模信号 需要抑制 +UCC uo ui1 RC RB2 T1 RB1 RC ui2 RB2 RB1 + + + – – – T2 两管集电极电位一减一增,呈等量异向变化, (2) 差模信号 ui1 = – ui2 大小相等、极性相反 uo= (VC1-?VC1 )-(VC2 +? VC1 ) =-2 ?VC1 即对差模信号有放大能力。 + – + – + – + – + – + – 差模信号 是有用信号 ui1 、ui2 大小和极性是任意的。 例1: ui1 = 10 mV, ui2 = 6 mV ui2 = 8 mV - 2 mV 例2: ui1 =20 mV, ui2 = 16 mV 可分解成: ui1 = 18 mV + 2 mV ui2 = 18 mV - 2 mV 可分解成: ui1 = 8 mV + 2 mV 共模信号 差模信号 放大器只 放大两个 输入信号 的差值信 号—差动 放大电路。 这种输入常作为比较放大来应用,在自动控制系统中是常见的。 +UCC uo ui1 RC RP T1 RB RC ui2 RE RB + + + – – – T2 EE + – RE的作用:稳定静态工作点,限制每个管子的漂移。 EE:用于补偿RE上的压降,以获得合适的工作点。 图4.3.7 长尾式差分放大电路 4.3 模拟集成电路基础 典型差分放大电路,结构特点为: ? 由于Re接负电源
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