第三章_多级放大.ppt

为什么要多级放大？在第2章，我们主要研究了由一个晶体管组成基本放大电路，它们的电压放大倍数一般只有几十倍。但是在实际应用中，往往需要放大非常微弱的信号，上述的放大倍数是远远不够的。为了获得更高的电压放大倍数，可以把多个基本放大电路连接起来，组成“多级放大电路”。其中每一个基本放大电路叫做一“级”，而级与级之间的连接方式则叫做“耦合方式”。 实际上，单级放大电路中也存在电路与信号源以及负载之间的耦合问题。 例:1 解: 例:2 3.2.2.差动放大电路的输入输出形式 差动放大器共有四种输入输出方式: 1.双端输入、双端输出（双入双出） 2.双端输入、单端输出（双入单出） 3.单端输入、双端输出（单入双出） 4.单端输入、单端输出（单入单出） 主要讨论的问题有： 差模电压放大倍数、共模电压放大倍数 差模输入电阻、输出电阻 3.单端输入双端输出 单端输入等效双端输入: 因为右侧的Rb+rbe归算到发射极回路的值[(Rs+rbe) /(1+?)] Re，故 Re 对 rbe 分流极小，可忽略，于是 4.单端输入单端输出 注意放大倍数的正负号： 设从T1的基极输入信号，如果从C1 输出，为负号；从C2 输出为正号。 (1)差模电压放大倍数 与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关： 3.3.2 电流源电路 电流源对提高集成运放的性能起着极为重要的作用。 为各级电路提供稳定的直流偏置电流 可作为有源负载，提高单级放大器的增益。 集成运放中常用的电流源电路。 二、镜像电流源 在单管电流源中，要用三个电阻，所以不便集成。为此，用一个完全相同的晶体管V1,将集电极和基极短接在一起来代替电阻R2和R3，便得到图所示的镜像电流源电路。由图可知，参考电流Ir为 多路镜像电流源:如图所示。图中为三路电流源，V5管是为了提高各路电流的精度而设置的。因为在没有V5管时，IC1=Ir-4IB1 ，加了V5管后， IC1 = Ir – IB5 = Ir – IE5 /(1+β5) =Ir - 4IB1 /(1+β5) 因β1(1+β5)+4容易满足，所以各路电流更接近Ir，并且受β的温度影响也小。 在集成电路中，多路镜像电流源是由多集电极晶体管实现的。图中利用一个三集电极横向PNP管组成双路电流源(横向PNP管是采用标准工艺，在制作NPN管过程中同时制作出来的一种PNP管) 。 三、比例电流源 如果希望电流源的电流与参考电流成某一比例关系，可采用所示的比例电流源电路。 当Ir和所需要的小电流一定时， 可计算出所需的电阻R2。 例如，已知Ir=1mA,要求IC2=10μA时，则R2为 五、负反馈型电流源 以上介绍的几种电流源，虽然电路简单，但有两个共同的缺点：一是动态内阻不够大， 六、有源负载放大器 集成运放要有极高的电压增益，这是通过多级放大器级联实现的。在电压增益一定时，为了减少级数，就必须提高单级放大器的电压增益。因此，在集成运放中，放大器多以电流源作有源负载。典型的有源负载共射放大电路如图所示。图中，V2,V3管构成镜像电流源作V1管的集电极负载。由于该电流源的动态内阻为rce3，所以此时V1管的电压增益只需将共射增益表达式中的RC用rce3取代即可。当实际负载RL通过射随器隔离后接入，则该级放大器可获得极高的电压增益。 3.3 集成运放电路举例 3.3.3集成运算放大器F007 双极型集成运放F007是一种通用型运算放大器。由于它性能好，价格便宜，所以是目前使用最为普遍的集成运放之一。F007的电路原理图所示。图中各引出端所标数字为组件的管脚编号。F007由三级放大电路和电流源等组成。 V8～V13,R4和R5构成电流源组。其中，V11、V5和V12产生整个电路的基准电流。V10和V11组成小电流电流源，作镜像电流源V8,V9的参考电流，并为V3,V4提供基极偏流。 V8的输出电流为输入级提供偏置。V12,V13组成镜像电流源，作中间放大级的有源负载。 镜像电流源 只要Ir一定，IＣ2就恒定；改变 Ir、IC也跟着改变。两者的关系 好比物与镜中的物像一样， 故称为镜像电流源 多集电极晶体管镜像电流源 (a)三集电极横向PNP管电路；(b)等价电路 比例电流源 当两管的射极电流相差10倍以内时： 室温下，两管的UBE相差不到60mV， 仅为此时两管UBE电压