学习要求
（1）了解多级放大电路的概念，掌握两级阻容耦合放大电路的分析方法。
（2）了解差动放大电路的工作原理及差模信号和共模信号的概念。
（3）理解基本互补对称功率放大电路的工作原理。
学习指导
本章重点：
（1）多级放大电路的分析方法。
（2）差动放大电路的工作原理及分析方法。
本章难点：
（1）多级放大电路电压放大倍数的计算。
（2）差动放大电路的工作原理及分析方法。
（3）反馈的极性与类型的判断。
本章考点：
（1）阻容耦合多级放大电路的静态和动态分析计算。
（2）简单差动放大电路的分析计算。
3.2.1 多级放大电路的耦合方式
1．阻容耦合
各级之间通过耦合电容和下一级的输入电阻连接。优点是各级静态工作点互不影响，可单独调整、计算，且不存在零点漂移问题；缺点是不能用来放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号，且不能在集成电路中采用阻容耦合方式。
静态分析：各级分别计算。
动态分析：一般采用微变等效电路法。两级阻容耦合放大电路的电压放大倍数为：
u2u1o1
o i o1i o u A A U U U U U U A 其中i2L1r R 。
多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻，输出电阻就是最后一级的输出电阻。
2．直接耦合
各级之间直接用导线连接。优点是可放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号时，且适宜于集成；缺点是各级静态工作点互相影响，且存在零点漂移问题，即当0i u 时0o u （有静态电位）。引起零点漂移的原因主要是三极管参数（I CBO ，U BE ，β）随温度的变化，电源电压的波动，电路元件参数的变化等。
3.2.2 差动放大电路
1．电路组成和工作原理
差动放大电路由完全相同的两个单管放大电路组成，两个晶体管特性一致，两侧电路参数对称，是抑制直接耦合放大电路零点漂移的最有效电路。
2．信号输入
（1）共模输入。两个输入信号的大小相等、极性相同，即ic i2i1u u u 。在共模输入信号作用下，电路的输出电压0o u ，共模电压放大倍数0c A 。 （2）差模输入。两个输入信号的大小相等、极性相反，即id i2i12
1
u u u 。在共模输入信号作用下，电路的输出电压o1o 2u u ，差模电压放大倍数d1d A A 。
（3）比较输入。两个输入信号大小不等、极性可相同或相反，即i2i1u u ，可分解为共模信号和差模信号的组合，即：
id
ic i2id ic i1u u u u u u
式中u ic 为共模信号，u id 为差模信号，分别为：
)(2
1
i2i1ic u u u
)(2
1
i2i1id u u u
输出电压为：
id
d ic c o2id d ic c o1u A u A u u A u A u
)(2i2i1d id d o2o1o u u A u A u u u
3．共模抑制比
共模抑制比是衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力的重要指标，定义为
A d 与A c 之比的绝对值，即：
c
d
CMR A A K
或用对数形式表示为：
c
d
CMR lg
20A A K （dB ） 提高共模抑制比的方法有：调零电位器R P ，增大发射极电阻R E ，采用恒流源。
4．差动放大电路的输入输出方式
差动放大电路有4种输入输出方式，如图所示。 双端输出时差动放大电路的差模电压放大倍数为：
be
L i2i1o d r R u u u A
式中，2
//L
C L
R R R ，相当于每管各带一半负载电阻。 单端输出时差动放大电路的差模电压放大倍数为： be
L
d 21r R A （反相输出） be
L
d 21r R A
（同相输出） 式中，L C L
//R R R 。
3.2.3 互补对称功率放大电路
1．对功率放大电路的基本要求
（1）能向负载提供足够大的功率，因此晶体管要工作在大信号极限运用状态。 （2）非线性失真要小，为此可采用互补对称电路。 （3）效率要高，为此可采用乙类和甲乙类工作状态。
2．功率放大电路的类型
（1）甲类：静态工作点Q 大致设置在交流负载线的中点，集电极静态电流I C 约为信号电流幅值的1/2，工作过程中晶体管始终处于导通状态，非线性失真小，效率低。
（2）乙类：静态工作点Q 设置在负载线与横轴的交点上，集电极静态电流0C I ，非线性失真大，效率高。
（3）甲乙类：静态工作点Q 设置在集电极电流I C 很小处，效率高于甲类工作状态，而非线性失真也不像乙类工作状态时那样严重。
EE EE
（a ）双端输入双端输出 （b ）双端输入单端输出
EE
EE
（c ）单端输入双端输出 （d ）单端输入单端输出
图 差动放大电路的输入输出方式
3．OCL 功率放大电路
甲乙类OCL 功率放大电路如图所示。图中V 1为NPN 管，V 2为PNP 管，两管特性相同。两管的发射极相连接到负载上，基极相连作为输入端。
静态（0i u ）时，由二极管VD 1、VD 2给V 1、V 2发射结加适当的正向偏压，以便产生一个不大的静态偏流，由于电路对称，U E 仍为零，负载中仍无电流流过。
动态（0i u ）时，在u i 的正半周V 1导通而V 2截止，V 1以射极输出器的形式将正半周信号输出给负载；在u i 的负半周V 2导通而V 1截止，V 2以射极输出器的形式将负半周信号输出给负载。在
u i 的整个周期内，V 1、V 2两管轮流工作，互相补充，使负载获得完整的信号波形。
4．OTL 功率放大电路
甲乙类OTL 功率放大电路如图所示。它是用一个大容量的电容器代替OCL 电路中的负电源。因电路对称，静态时两个晶体管发射极连接点的电位为电源电压的一半，由于电容C 的隔直作用，负载R L 中没有电流，输出电压为零。动态时，在u i 的正半周V 1导通而V 2截止，V 1以射极输出器的形式将正半周信号输出给负载，同时对电容C 充电；在u i 的负半周V 2导通而V 1截止，电容C 通过V 2和R L 放电，V 2以射极输出器的形式将负半周信号输出给负载，电容C 在这时起到负电源的作用。为了使输出波形对称，必须保持电容C 上的电压基本维持在U CC /2不变，因此C 的容量必须足够大。
R L
V 1
V 2
+U CC
-U CC
+u i -+u o -R 1
R 2R 3
VD 1VD 2R L
V 1
V 2
+U CC
+u i -+u o -
R 1
R 2R 3
VD 1VD 2C
+
图 甲乙类OCL 电路 图 甲乙类OTL 电路
4-1 放大电路见图4-35，晶体管V 1的 k 6be1r ，V 2的 k 2.1be2r ，两管的
10021 ，要求:(1) 计算该多级放大电路的输入电阻i r 和输出电阻o r ; (2) 计算R s =0
和R s =20k 时的s o /U U 各是多少。
图4-35 题4-1图
解：（1）B1B2be1////91//30//6 4.7k i r R R r , be2
o //0.012k Ω(1)
E r r R
2B be2//1180//1.2101 3.6120.5k i E r R r R
(2) R s =0时-
1C122C2us u1u2
be1be22C2//1//1821//i L L βR r βR R A A A r r βR R &&& R s =20k 时
1C122C211us u1u2
S 1be1be22C2S 1
//1//34.251//i L i i i L i βR r βR R r r A A A R r r r βR R R r &&&
4-2 放大电路见图4-36，各管的 = 100，r be = 1 k ，试计算放大电路的电压放大倍
数u A ，输入电阻i r 和输出电阻o r 。
图4-36 题4-2图
解： B1be11//1376//11017.5251.4k i E r R r R
2B2B3be22////1400//200//11010.0657.16k i E r R R r R
r o =3k
1C122C2us u1u2
be11C12be221////1003//11101//11010.0651i L i E βR r βR R A A A r βR r r R
&&&4-3 放大电路见图4-37，场效应管3DO1的g m =2 mS ，晶体管3DG6的50 ，静态
V 7.0BE U ， 要求：(1) 计算第二级的静态工作点；(2) 写出总电压放大倍数u A 的表
达式；(3)第一级的输入电阻r i 和第二级的输出电阻r o 等于多少？(4) 说明第一级电路的名称，在输入级采用此电路有何好处？
图4-37 题4-3图
解：(1) 计算第二级的静态工作点
101242010B V V
40.7 1.652E C I mA I 1.650.0351
B I mA
12(22) 1.65 5.4CE U V
226300(1)
1103.6 1.1be E mV
r k I mA
(2)总电压放大倍数u A 的表达式
220//10//1.1510.5 5.33k i r
212C L 2be2E112(//)
1
1(//)
//2//5
50 2.71 1.1510.5
2.7
m S i u m S i u u u u g R r A g R r R R A r R A A A
(3) k 2,
M 10C o G i R r R r
(4) 第一级为源极跟随器，具有很高的输入阻抗，减少对信号源电压的影响。
.
4-4 两级交流放大电路见图4-38，已知场效应晶体管的 g m =2 mA/V ，晶体管的50 ，
600be r 。要求：(1) 画出放大电路的微变等效电路；(2) 计算mV 10s U 时 o u ?
(3) 计算第一级的输入、输出电阻；(4) 说明前级采用场效应晶体管，后级采用射极输出放
大电路的作用。
图4-38 题4-4图
1) 放大电路的微变等效电路
(2) 247//0.6510.47//0.7511.56k i r
12L 2be2L 12
(//)7.541//11//7.54u m D i E u E i
us u u i S
A g R r R R A r R R r A A A r R
o 74.5 mV U
(3)
k 6.5M 10//D o1G2G1G i R r R R R r
(4) 前级采用场效应晶体管可以提高电路的输入电阻，后级采用射极跟随器可以降低输出电阻，提高带负载能力。
4-5 电压放大电路和功率放大电路的要求有何不同？
解：电压放大器与功率放大器的区别1) 任务不同。电压放大——不失真地提高输入信号的幅度，以驱动后面的功率放大级，通常工作在小信号状态。 功率放大——信号不失真或轻度失真的条件下提高输出功率，通常工作在大信号状态。
2) 分析方法不同，电压放大采用微变等效电路法和图解法，功率放大采用图解法。 4-6 甲类功率放大电路效率低的原因何在？
解：甲类功率放大电路，将放大电路的静态工作点Q 选在其交流负载线中点附近，在整个输入信号周期内，始终有电流流过晶体管，虽然放大的信号不失真，但管耗太大，电路的效率很低。
4-7 甲乙类互补对称功率放大电路为什么可以减小交越失真
解：乙类互补对称功率放大电路中，静态时V 1和V 2均处于截止状态，当输入信号小于晶体管的死区电压时，基极电流i B 基本上等于零。因此，在两管交替工作前后都存在一个由输入特性的死区电压而引起的截止工作区，导致输出电压、电流波形产生信号失真，这种失真称为交越失真。为了消除交越失真，可在晶体管上加一很小的直流偏压,将静压工作点设置在稍高于截止点，使两个功放管在静止时处于于导通状态，即可避开输入特性曲线上的
R s
R d
死区电压。这时两只晶体管都工作在甲乙类放大状态。
4-8 单电源互补对称电路中，负载电阻R L =150Ω，要求最大输出功率P om =120mW, 求电源V CC 的值。
解：由于电路为单电源互补对称电路 输出电压的最大值为 U om =
2
CC
V 输出电压的有效值为
o om CC U U V 输出功率的最大值 22
om o L CC L //8P U R V R
所以CC 12V V
4-9 在图4-39功放电路中，已知V CC =12V ，R L =8Ω。u i 为正弦电压，求：(1) 负载上可能得到的最大输出功率； (2) 每个管子的管耗P CM 至少应为多少？
图4-39 题4-9图
解：(1)输出功率的最大值 2
2
2
m o L CC L //212/289
o P U R V R W 两个直流电源供给的最大总功率2
2CC Emax
L 221211.46π 3.148
V P W R (2) 两个管子的管耗P CM cmax Emax omax 11.469 2.46P P P W
cmax 1.23P W 单管
4-10 某OCL 电路见图4-40a ，试回答以下问题。
a ）
b ）
图4-40 题4-10图
（1）当V 15CC V ，V 1、V 2管的饱和压降V 2CES U , 8L R 时,负载L R 上得到的输出功率o P 应为多大？（2）若V 18CC V ， 16L R ，忽略V 1、V 2管上的饱和压降,当输入t u i sin 210 V 时，计算负载L R 上得到的输出功率o P 为多大？电源提供的功率
E P 为多大？单管管耗C P 为多大?（3）动态情况下测得负载L R 上的电压波形)(o t u 见图
4-40b ，试判断这种波形失真为何种失真？应调哪个元件？如何调整可以消除失真？（4）静
态情况下，若R 1、VD 1、VD 23个元件中有一个开路，你认为会出现什么问题？
解：(1) 22
CC max
L (2)1310.56W 228
o V P R ,
-V cc
+V cc
(2) 2
2
om
L 6.5W 2216
o U P R
输出电流的幅值
om om L /0.884A I U R 电源供给的电流 C om /0.28I I πA
电源输入功率 E C C 20.2821810.08W C P I V 两个管子的管耗P CM c E o 10.0860.25 3.83P P P W
c 1.92P W 单管
（3）动态情况下测得负载L R 上的电压波形)(o t u 这种波形失真为交越失真，应调整电阻R1，使其增大。
（4）静态情况下，若R 1、VD 1、VD 23个元件中有一个开路，输出波形将只有一半。
*讨论:在功率放大器的分析中，应明确下列几点：
1.功率放大器的输出功率、管耗、电源提供的功率、效率均为输出电压幅值U om 的函数。当U om 不同时，它们的值是不同的。
2. 电路的最大输出功率是指输出电压处于极限状态时的输出功率，公式
L
2
CC
om
21R V P
只有在输出电压达到极限值，并且忽略管子的饱和压降时才可以用。 3.互补对称功放中的互补对称输出级属于射级跟随器，所以当已知输入信号的有效值
U i 时，则U om =U im =i 2U 。
4-11 电路见图4-41，设V 20CC V ， 8L R ，管子的饱和压降为V 2，求输出功率o P 。
图4-41 题4-11图
解： 22
omax CC L 2/(8)202/(88) 5.06W P U R
4-12 在图4-16电路中，已知V 1
管供给复合管功放级的最大集电极电流和电压分别为I cm1=10mA ，U cem1=10V, 所有管子的β=30，求负载上最大功率P om 。
输出电压的幅值U om 不超过10V ，相应的输出功率为
22
max
11
6.25W 8o L P R
+V cc
R L
4-13 晶体管3DG6D 的极限参数如下：P cm =100mW ，I cm =20mA ，U CEO =30V 如将它接成变压器耦合单管功率放大电路图4-17，试问：
（1）工作在理想极限状态，最大输出功率P om 是多少？（2）电源电动势应该多大？集
电极静态电流I C 应该多大？（3）最合适的交流等效电阻L
R 应该多大？（4）如果负载电阻为16Ω，输出变压器的电压变比K 应该多大？
解： (1) m W 191/2C C Emax I E P ,P om = P Emax -P cm =91mW
(2) E C =30V, I C =10mA , (3) k Ω3/C C L I E R , (4) 433.0/L L R R K
4-14 什么是零点漂移？交流放大器是否也有零点漂移？
解：在多级直接耦合放大电路中，即使把输入端短路（即无输入信号），在输出端也会出现电压波动，使输出电压偏离零值，这种现象称为零点漂移，简称零漂。交流放大器即一般的电容耦合放大电路没有零漂，电容能滤除缓慢变化的零漂。
4-15 直流放大器能不能放大交流信号？
解：直流放大器（直接耦合放大电路）不仅能放大缓变信号，也能放大频率较高的信号。
4-16有两个直流放大电器，它们的电压放大倍数分别为103
和105
，如果两者的输出漂移电压都是500mV ，能不能说它们的漂移指标是一样的？若要放大的信号，两个放大电路都可以用吗？
解：不能 第一个放大电路折算到输入的零漂为500mV/1000=，第个放大电路折算到输入的零漂为500mV/100000=，第一个放大电路的零漂严重些。要放大的信号只能用第二个放大电路，因为第一个放大电路很难区分输出信号和零漂。
4-17 有一两级直接耦合放大电路，在25℃时，输入信号u i =0，输出端电压为5V 当温度升高到35℃时，测量出输出端电压为，试求放大电路的温度漂移（μV/℃）。输出端漂移电压要折合到输入端，设250 。
解：
/4.0104250
10525.57
2
A A ℃ 4-18 双端输入、双端输出差动放大电路为什么能抑制零点漂移？为什么共模反馈电阻
R E 能提高抑制零点漂移的效果？是不是R E 越大越好？为什么R E 不影响差模信号的放大效
果？
解：双端输入、双端输出差动放大电路能抑制零漂是因为利用了两个完全相同的放大
电路的对称性，温度对两个放大电路的影响完全相同，使两个放大电路互相补偿。共模反馈电路对差模信号相当于短路，对共模信号能降低原电路对其的放大倍数。当R E 选得较大时，维持正常工作是所需的负电源电压将很高，这是很不经济的。
4-19 图4-42中的V 1，V 2均为硅管，U BE =，两管间为直接耦合方式，已知β1=β2=50，r be1=
r be2=300Ω，电容器C 1、C 2、C 3、C 4的容量足够大。
(1) 估算静态工作点I C2，U CE2（I B2的影响忽略不计）;(2) 求中频电压放大倍数A u , 输入电阻r i 和输出电阻r o 。
图4-42 题4-19图
解：(1)20
10 2.442062
B V V
2.440.71502B I 所以0.017B I mA 500.0170.85c B I I mA
12100.8528.3C B V V V
2C2108.30.7
1.96mA I 0.51
E I
210 2.51 1.96 5.1CE U V
(2)第一级放大电路为共射放大电路，第二级放大电路为共基放大电路
B1B2be1////20//62//0.30.29k i r R R r 2be2/(1)0.005k i r r o 22ΩC r R k
1C122C2us u1u2
be1be2
////()502//0.005502//5()0.30.3
97.18i L βR r βR R A A A r r
&&&
4-20 某差动放大电路见图4-43，设对管的β=50，r be =300Ω,U BE =，R P 的影响可以忽略不计，试估算：(1) V 1，V 2的静态工作点。(2) 差模电压放大倍数A ud
图4-43 题4-20图
解：（1）两管的静态工作点相同
EE B B BE E e
B B BE B e
22(1)V I R U I R I R U I R
EE BE B B e 120.7
=
0.011mA (1)22051210
V U I R R
C B 0.55mA I I
CE CC EE C C E e
=212120.551020.56107.3V
U V V I R I R (2) 差模放大倍数 ud B be
5010
24.6200.3
C
R A R r
4-21 为什么晶体管恒流源差动放大电路能进一步提高共模抑制比和减小单端输出时的零点漂移？
解：晶体管恒流源的直流电阻不大，即其直流压降不大；但对信号分量却能呈一出极大的动态电阻。工作在放大区的晶体管就具有这种特性能，进一步提高共模抑制比和减小单端输出时的零点漂移。
4-22 电路见图4-44，设3个晶体管均有50200be ，r ，稳压管2CW15的稳定电压为8V ，试求：（1）静态工作参数1111B B C C I U I U ，，，和1E U ；（2）差模电压增益。
图4-44 题4-22图
解： (1) mA 11.0)2V/(36k 82
/36k =
=D C2C1
V I I CE1CE2CC C1C1e ==()120.11(1000.1)1V U U V I R R be E 30026(1β)mA /0.54k Ωr I
(2) 34.23be
B1'L
ud r R R A ？？？？、？？？？、
、、、 第4章
4-1 (1) k 7.4////be1B2B1r R R r i , o be2/(1)0.012k Ωr r
(2) 6.331//1
S 1
be12C111S 1u2
u1us i i i i i r R r r r R βr R r A A A ,
k 7.90))//)(1(//(L E2be2B2
2R R r R r i 4-2 A u = -10，r i =187 k , r o =3k
4-3 (1) I B =, I C =, U CE =,
(2) 7.2,
7.21//,
121E1
be2L
C 21 u u u u u A A A R r R R A A
(3) k 2,
M 10C o G i R r R r
(4) 第一级为源极跟随器，具有很高的输入阻抗，减少对信号源电压的影响。 4-4 (2) m V 8.4338
.4)]}//)(1(//[//{o L E be B D m s U R R r R R g A u
(3)
k 6.5M 10//D o1G2G1G i R r R R R r
(4) 前级采用场效应晶体管可以提高电路的输入电阻，后级采用射极跟随器可以降低输出电阻，提高带负载能力。 4-7 V 128L omax CC
R P U
4-8 W 9)/(2L 2
CC max R U P o , W P P 8.12.0omax cm 4-9
(1)
W
56.102)2(L
2CC max
R U P o ,(2)
W 2.62L 2
om
R U P o ,W 9.7π2L
2om Emax
R U P 4-10 W 5.62)/(8L 2
CC omax R U P
4-11 (1) m W 191/2C C Emax I E P ,P om = P Emax -P cm =91mW
(2) E C =30V, I C =10mA , (3) k Ω3/C C L I E R , (4) 433.0/L L R R K
4-14 (1) I C2=, U CE2=
(2) 5.3241)//(be1
2C11u2u1us r r R βA A A i ,Ω88.5)1/(be2
o r r k 29.0////be1B2B1r R R r i , k 2.73)//)(1(L e2be22R R r r i 4-15
(1)
.01m A
0=B2B1I I ,
V
9==CE2CE1U U , (2)
63.24be
B1'
L
ud
r R R A
4-17 (1) mA 11.0)2V/(36k 82
/36k =
=D C2C1
V I I V 1)(==e C1C1CC CE2CE1
R R I V U U
(2) 34.23be
B1'L
ud r R R A
第二章集成运算放大器 题某集成运放的一个偏置电路如图题所示，设T1、T2管的参数完全相同。问： (1) T1、T2和R组成什么电路 (2) I C2与I REF有什么关系写出I C2的表达式。 图题解：(1) T1、T2和R2组成基本镜像电流源电路 (2) REF BE CC REF C R V V I I - = = 2 题在图题所示的差分放大电路中，已知晶体管的=80，r be=2 k。 (1) 求输入电阻R i和输出电阻R o； (2) 求差模电压放大倍数 vd A 。
图题解：(1) R i =2(r be +R e )=2×(2+= k Ω R o =2R c =10 k Ω (2) 6605 .08125 80)1(-=?+?-=β++β- =e be c vd R r R A 题 在图题所示的差动放大电路中，设T 1、T 2管特性对称， 1 = 2 =100，V BE =，且r bb ′=200，其余参数如图中所示。 (1) 计算T 1、T 2管的静态电流I CQ 和静态电压V CEQ ，若将R c1短路，其它参数不变，则T 1、T 2管的静态电流和电压如何变化 (2) 计算差模输入电阻R id 。当从单端（c 2）输出时的差模电压放 大倍数2 d A =； (3) 当两输入端加入共模信号时，求共模电压放大倍数2 c A 和共模抑制比K CMR ； (4) 当v I1=105 mV ，v I2=95 mV 时，问v C2相对于静态值变化了多少
e 点电位v E 变化了多少 解：(1) 求静态工作点： mA 56.010 2101/107 122)1/(1=?+-=+β+-= e b BE EE CQ R R V V I V 7.07.010100 56 .01-≈-?- =--=BE b BQ E V R I V V 1.77.01056.012=+?-=--=E c CQ CC CEQ V R I V V 若将R c1短路，则 mA 56.021==Q C Q C I I （不变） V 7.127.0121=+=-=E CC Q CE V V V V 1.77.01056.0122=+?-=--=E c CQ CC Q CE V R I V V （不变） (2) 计算差模输入电阻和差模电压放大倍数： Ω=?+=β++=k 9.456 .026 101200) 1('EQ T bb be I V r r Ω=+?=+=k 8.29)9.410(2)(2be b id r R R 5.338 .2910100)(22 =?=+β=be b c d r R R A (3) 求共模电压放大倍数和共模抑制比： 5.0201019.41010 1002)1(2 -=?++?-=β++β-=e be b c c R r R R A 675.05.332 2===c d CMR A A K （即）
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二、选好元器后，将所有元器件连接绘制成仿真电路（见图 1） R3 6.8k Q 三、仿真分析 1.静态工作点分析 1）调零。信号源先不接入回路中，将输入端对地短接，用万用表测量两个输出 节点，调节三极管的射极电位，使万用表的示数相同，即调整电路使左右完 全对称。测量电路及结果如图2所示 2）静态工作点调试。零点调好以后，可以用万用表测量 Q1、Q2管各电极电位, 结果如图 3 所示，测得 I B 1 15 A , I C 1 1.089mA , U CE 5.303V 。 2.测量差模放大倍数 将函数信号发生器XFG1的“ +”端接放大电路的R1输入端，“一”端接R2输入 端，COM 端接地。调节信号频率为1kHz ,输入电压10mV 调入双踪示波器，分别 接输入输出，如图4所示，观祭波形变化，示波器观祭到的差分放大电路输入、 输出波形如图5所示 R4 6.8k Q R1 ■ 酉 2 ?R6 >510 Q <3 ------- Q1 R8 12k Q 12 V 双端输入、 100Q Key=A 丄V2 -— 12 V 11 R5 5.1k 10 双端输出的长尾式差分放大电路 8 Q ■ 4 Q2 2N3903 R2 AAAr-| 2k Q 7 50% Rp1
4.607 V H-、4 -Q *: LR3 S : : ?6+BkQ : a ）： >R4 ：>G.?kn ............ R& '''' ---------- VA ---------- it：：12W5：：: 1 F ■! ■ I R1 .,,斗，- VA- :7W. . \ ■1 2M39G 3 :R2 ： : 2K1： 2N39G3 -” R6 5100 : ::5C% :10QQ ::Key=A 丄V2「::二12W TV '' 图2差分放大器电路调零
2-2 电路如图2-35所示，已知V CC =12 V ，R C =2 k Ω，晶体管的β=60，U BE =0.3 V , I CEO =0.1 mA ,要求： (1) 如果欲将I C 调到1.5 mA,试计算R B 应取多大值？(2) 如果欲将U CE 调到3 V ，试问R B 应取多大 值？ 图2-35 题2-2图 解：1）C B 1.5I βI mA == B 0(12)0.3 1.5/600.025B I mA R ---=== 所以B 468R k =Ω 2）C 3 123 4.5210 I mA -= =?，B 0(12)0.34.5/600.075B I mA R ---===所以B 156R k =Ω 2-3 电路图2-36所示，已知晶体管的β=60，r be k =1Ω，BE U =0.7 V ，试求：(1)静态工作点 I B ，I C ，U CE ；(2) 电压放大倍数；(3) 若输入电压 mV sin 210i t u ω=，则输出电压U o 的有效值为多少? V 图2-36 题2-3图 解：1）计算电路的静态工作点： B 120.7 0.04270 I mA -= = C B 0.0460 2.4I I mA β==?= CE 12 2.43 4.8U V =-?= 2)对电路进行动态分析 o L u i be 6031801 U βR A U r '-?= =-==- 3）0180101800u i U A U =?=?=V 所以输出电压的有效值为1800V 1.放大器中的信号是交、直流共存的。交流信号是被放大的量；直流信号的作用是使放大器工作在放大状态，且有合适的静态工作点，以保证不失真地放大交流信号。 2.若要使放大器正常地放大交流信号，必须设置好工作状态及工作点，这首先需要作直流量的计算；
第四章§4.1 多级放大电路习题 （一）考核内容 3．掌握多级放大电路耦合方式、特点。 4.1 多级放大电路 4.4.1 多级放大电路的耦合方式 在多级放大电路中,将级与级之间的连接方式称为耦合方式.。一般常用的耦合方式有：阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。 1、阻容耦合：将放大器通过电容和下一级的输入电阻连接的方式称为阻容耦合方式。 阻容耦合放大电路的优点是: (1)因电容具有“隔直”作用，所以各级电路的静态工作点相互独立，互不影响。这给放大电路 的分析、设计和调试带来了很大的方便。此外，还具有体积小、重量轻等优点。 (2)在信号传输过程中，交流信号损失小。 阻容耦合放大电路的缺点是: (1)因电容对交流信号具有一定的容抗，若电容量不是足够大，则在信号传输过程中会受到一定的衰减。尤其不便于传输变化缓慢的信号。 (2) 在集成电路中制造大容量的电容很困难，所以这种耦合方式下的多级放大电路不便于集成。 2 直接耦合 为了避免在信号传输过程中，耦合电容对缓慢变化的信号带来不良影响，把前一级输出端（或 经过电阻等）直接接到下一级的输入端，这种连接方式称为直接耦合。直接耦合的优点是: (1)既可以放大交流信号，也可以放大直流和变化非常缓慢的信号。 (2)电路简单，便于集成，所以集成电路中多采用这种耦合方式。 直接耦合的缺点是: (1) 直接耦合放大电路的各级静态工作点相互影响，各级静态工作点相互牵制。 (2) 存在零点漂移。 多级放大电路的直接耦合是指前一级放大电路的输出直接接在下一级放大电路的输入端，很显然直接耦合放大电路的各级静态工作点相互影响，并且还存在零点漂移现象，即当输入信号为零时，受环境温度等因素的影响，输出信号不为零，而是在静态工作点附近上下变化。 【概念】零点漂移：指当输入信号为零时，输出信号不为零，而是在静态工作点附近上下变化。 原因：放大器件的参数受温度影响而使Q 点不稳定。也称温度漂移。 放大电路级数愈多，放大倍数愈高，零点漂移问题愈严重。 3变压器耦合：放大器的级与级之间通过变压器连接的方式称为变压器耦合。 变压器耦合的优点是: (1)由于变压器不能传输直流，故各级静态工作点互不影响，可分别计算和调整。 (2)变压器可以通过电磁感应进行交流信号的传输，并且可以进行阻抗匹配，以使负载得到最大 功率。另外由于可以根据负载选择变压器的匝比，以实现阻抗匹配，故变压器耦合放大电路在大功率放大电路中得到广泛的应用。 变压器耦合的缺点是: (1)高频和低频性能比较差，不能传输直流或变化缓慢的信号，使用只能用于交流放大。 (2)变压器的重量太大，很难集成。 4.1.2多级放大电路的分析和计算 1. 电压放大倍数：多级放大电路的分析和计算与单级放大器的分析方法基本相同。对一个n级 级联的放大器，假设各级的电压放大系数分别为 n u u3 u2 u1 A A A A ??? ? ?，则总的电压放大系数为 n u u3 u2 u1 in on i3 o3 i2 o2 i o1 i o n u A A A A U U U U U U U U U U A ??? = ????? ? ? = = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 在计算每级电压增益时，必须考虑前后级之间的影响，即前级放大器作为后级放大器的信号源 输入端，后级放大器是前级放大器的负载，例如 i2 L1 R R=， i2 c1 /// L1 R R R=。 增益：一般将用分贝表示的放大倍数称为增益，用G表示。 如果输入电阻和输出电阻相等，则电压增益G u为：) (dB lg 20 i o U U G u = 若用分贝（dB）表示，则多级放大总增益为各级增益的代数和，即： (dB) ) (dB 1u u G G=+(dB) 2 u G 2．输入和输出电阻 （1）输入电阻：由于输入级连接着信号源，它的主要任务是从信号源获得输入信号。 多级放大电路的输入电阻就是输入级的输入电阻，即 i1 i R R= （2）输出电阻：多级放大电路的输出级就是电路的最后一级，其作用是推动负载工作。 多级放大电路的输出电阻就是输出级的输出电阻，即 on o R R= 在多级放大电路里，可以把后级的输入电阻作为是前级的负载。在多级放大电路里，可以把前级输出电阻是后级的信号源电阻，
复习题 一、填空： 1.为使BJT发射区发射电子，集电区收集电子，必须具备的条件是（发射极正偏，集电极 反偏）。 2.N型半导体是在纯硅或锗中加入（磷（+5））元素物质后形成的杂质半导体。 3.差分放大电路对（差模）信号有放大作用，对（共模）信号起到抑制作用。 4.在电容滤波和电感滤波中，（电感）滤波适用于大电流负载，（电容）滤波的直流输出电压高。 5．集成运放主要包括输入级、( 中间级)、( 输出级)和 ( 偏置)电路。其中输入级一般采用( 差分放大)电路。 6.为稳定放大器的静态工作点，应在放大电路中引入（直流负）反馈，为稳定放大器 的输出电压应引入（电压负）反馈。 7．甲类功放电路相比，乙类互补对称功率放大电路的优点是（效率高，管耗小），其最高效率可达到（ 78.5% ），但容易产生（交越）失真。 8．集成运算放大器是一种采用（直接）耦合方式的多级放大电路，它的输入级常采用差分电路形式，其作用主要是为了克服（零漂、温漂）。 9．若放大器输入信号电压为1mV,输出电压为1V，加入负反馈后，为达到同样输出需要的输入信号为10mV，该电路的反馈深度为（ 10 ）。 10．产生1Hz～1MHz范围内的低频信号一般采用（ RC ）振荡器，而产生1MHz以上的高频信号一般采用（ LC ）振荡器。 11．半导体二极管具有（单向导电）作用，稳压二极管用作稳压元件时工作在（反向击穿）状态。 12．晶体三极管是一种（电流控制电流）控制型器件，当工作在饱和区时应使其发射结（正偏）集电结（反偏），而场效应管是一种( 电压控制电流 ) 控制型器件。 13．集成电路运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻、（低）输出电阻的（直接）耦合方式的多级放大电路。 14．差分放大电路有四种输入－输出方式，其差模电压增益大小与输（出）有关而与输（入）方式无关。 15．在放大电路中引入（直流负）反馈可以稳定放大电路的静态工作点，。
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强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。 图5-1差动放大器实验电路 1、静态工作点的估算典型电路Ic1=Ic2=1/2Ie恒流源电路Ic1=Ic2=1/2Ic3 2、差模电压放大倍数和共模电压放大倍数 双端输出:Re＝∞，Rp在中心位置时， Ad? 单端输出 △uoβRc ?? △ui Rb?rbe??β)Rp 2 Ad1? △uc11?Ad △ui2 Ad2? △uc21 ??Ad △ui2 当输入共模信号时，若为单端输出，则有 △uc1?βRcR
Ac1?Ac2????c △uiR?r?(1?β)(1R?2R)2Re bbepe 3、共模抑制比cmRR2 为了表征差动放大器对有用信号（差模信号）的放大作用和对共模信号的抑制能力，通常用一个综合指标来衡量，即共模抑制比AA cmRR?d或cmRR?20Logd?db? AcAc 三、实验设备与器材 1、函数信号发生器 2、示波器 3、交流毫伏表 4、万用表 5、实验箱 6、差动放大器集成块 四、实验内容 1、典型差动放大器性能测试 按图5-1连接实验电路，开关K拨向左边构成典型差动放大器。 1)测量静态工作点2)①调节放大器零点 信号源不接入。将放大器输入端A、b与地短接，接通±12V直流电源，用直流电压表测量输出电压uo，调节调零电位器Rp，使uo＝0。调节要仔细，力求准确。 ②测量静态工作点 零点调好以后，用直流电压表测量T1、T2管各电极电位及射极电阻Re两端电压uRe，记入表5－1。
第2章自测题、习题解答 自测题2 一、在括号内用“”或“×”表明下列说法是否正确。 （1）只有电路既放大电流又放大电压，才称其有放大作用；（） （2）可以说任何放大电路都有功率放大作用；（） （3）放大电路中输出的电流和电压都是由有源元件提供的；（） （4）电路中各电量的交流成份是交流信号源提供的；（） （5）放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作；（） （6）由于放大的对象是变化量，所以当输入信号为直流信号时，任何放大电路的输出都毫无变化；（） （7）只要是共射放大电路，输出电压的底部失真都是饱和失真。（） 解：（1）×（2）√（3）×（4）×（5）√（6）×（7）× 二、试分析图所示各电路是否能够放大正弦交流信号，简述理由。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。 图T2－2 解： （a）不能。因为输入信号被直流电源U B B短路。 （b）可能。 （c）不能。因为输入信号作用于基极与地之间，不能驮载（叠加）在静态电压之上，必然失真。 （d）不能。晶体管将因发射结电压过大而损坏。 （e）不能。因为输入信号被C2短路。 （f）不能。因为输出信号被U C C短路，恒为零。 （g）可能。 （h）可能。
（i ）不能。因为T 截止。 三、在图T2－3所示电路中， 已知U CC ＝12V ，晶体管的＝100，' b R ＝100k Ω。填空：要求先填文字表达式后填得数。 （1）当i U ＝0V 时，测得U BEQ ＝，若要基极电流I BQ ＝20μA ， 则' b R 和R W 之和R b ＝ ≈ k Ω；而若测得U CEQ ＝6V ，则R c ＝ ≈ k Ω。 （2）若测得输入电压有效值i U =5mV 时，输出电压 有效值o U ＝， 则电压放大倍数u A ＝ ≈ 。 (3) 若负载电阻R L 值与R C 相等 ，则带上负载后输出电压有效值 o U ＝ ＝ V 。 解：（1）3 )( 565 )(BQ CEQ CC BQ BEQ CC ，；， I U U I U U 。 （ 2 ） ' L o i o C L 120 (3) 0.3R U U U R R －；＋ 图T2－3 四、已知图T2－3所示电路中U CC ＝12V ，R C ＝3k Ω，静态管压降U CEQ ＝6V ；并在输出端加负载电阻R L ，其阻值为3k Ω。选择一个合适的答案填入空内。 （1）该电路的最大不失真输出电压有效值U om ≈ ； （2）当i U ＝1mV 时，若在不失真的条件下，减小R W ，则输出电压的幅值将 ； A.减小 B.不变 C.增大 （3）在i U ＝1mV 时，将R w 调到输出电压最大且刚好不失真，若此时增大输入电压，则输出电压波形将 ； A.顶部失真 B.底部失真 C.为正弦波 （4）若发现电路出现饱和失真，则为消除失真，可将 。 减小 减小 减小 解：（1）A （2）C （3）B （4）B
4 基本放大电路 自我检测题 一．选择和填空 1. 在共射、共基、共集三种基本放大电路组态中，希望电压放大倍数绝对值大，可选用 A 或C ；希望带负载能力强，应选用 B ；希望从信号源索取电流小，应选用 B ；希望既能放大电压，又能放大电流，应选用 A ；希望高频响应性能好，应选用 C 。 （A ．共射组态，B ．共集组态，C ．共基组态） 2．射极跟随器在连接组态方面属共 集电 极接法，它的电压放大倍数接近 1 ，输入电阻很 大 ，输出电阻很 小 。 3．H 参数等效电路法适用 低 频 小 信号情况。 4．图解分析法适用于 大 信号情况。 5．在线性放大条件下，调整图选择题5所示电路有关参数，试分析电路状态和性能指标的变化。 （A ．增大， B ．减小，C ．基本不变） （1）当R c 增大时，则静态电流I CQ 将 C ，电压放大倍数v A 将 A ，输入电阻R i 将 C ，输出电阻R o 将 A ； （2）当V CC 增大，则静态电流I CQ 将 A ，电压放大倍数v A 将 A ，输入电阻R i 将 B ，输出电阻R o 将 C 。 6．在图选择题5所示电路中 ，当输入电压为1kHz 、5mV 的正弦波时，输出电压波形出现底部削平失真。回答以下问题。 （1）这种失真是 B 失真。 （A ．截止，B ．饱和，C ．交越，D ．频率） （2）为了消除失真，应 B 。 （A ．增大C R ，B ．增大b R ，C ．减小b R ，D ．减小 CC V ，E ．换用β大的管子）。
R b R c +V CC C 2 C 1 R L v i v o T 图选择题5 7. 随着温度升高，晶体管的电流放大系数_A_，穿透电流CEO I _A_，在I B 不变的情况下b-e 结电压V BE_B _。 （ A ．增大，B ．减小，C ．不变） 8．随着温度升高，三极管的共射正向输入特性曲线将 C ，输出特性曲线将 A ，输出特性曲线的间隔将 E 。 （A ．上移， B ．下移，C ．左移，D ．右移，E ．增大，F ．减小，G ．不变） 9．共源极放大电路的v o 与v i 反相位，多作为 中间级 使用。 10．共漏极放大电路无电压放大作用，v o 与v i 同 相位。 11．共栅极放大电路v o 与v i 反 相位。 12. 在相同负载电阻情况下，场效应管放大电路的电压放大倍数比三极管放大电路 低 ，输入电阻 高 。 13. 场效应管放大电路常用的栅压偏置电路如图选择题13所示，说明下列场效应管可以采用哪些类型的偏置电路。 （1）结型场效应管可以采用图示电路中的 b 、d ； （2）增强型MOS 场效应管可以采用图示中的 c 、d ； （3）耗尽型MOS 场效应管可以采用图示电路中的 a 、b 、c 、d 。 (a )DD V C 1 R g R d C 2 ( b )DD V C 1 R g R d C 2 ( c )DD V C 1 R d C 2 R s C s R g1 R g2( d ) DD V C 1 R d C 2 R g1 R g2R s C s v i v i v i v i v o v o v o v o VT VT VT VT 图选择题13
差分放大器AD813x常见问题解答 问题：如何计算差分放大器电路的增益，如何分析差分放大器电路？ 答案：如图所示，差分放大电路分析的基本原则与普通运算放大器中虚断虚短原则相同，同 时还具有其特有的分析原则： 差分放大器电路分析图 1．同向反向输入端的电流为零，即虚断原则。 2．同向反相输入端的电压相同，即虚短原则。 3．输出的差分信号幅度相同，相位相差180度，以Vocm共模电压为中心对称。 4．依照上述三个原则，差分信号的增益为Gain＝R F/R G。 问题：为什么电路的输出不正确？ 答案：对于差分放大器的应用来讲，要得到正确的输出，必须要注意以下几点： 1．输出信号的摆幅必须在数据手册指定的范围内。以AD8137为例，在单电源5V的情况下，V out-与V out+都必须在450mV～4.55V之内（见下表） 2．输入端信号的范围必须在数据手册指定的范围之内。以AD8137为例，在单电源5V的情况下，+IN与-IN的电压必须在1～4V之内。（见下表） 数据手册单电源5V供电的芯片指标
在你的电路中，一定要先进行分析计算，检查输出端电压和输入端共模信号的范围是否在数据手册指定范围之内（请注意电源电压的条件）。对于单电源供电的情况，更容易出现问题。 下面我们以AD8137举例说明怎样判断电路是否能够正常工作？ AD8137双电源供电放大电路 如图，这是AD8137在+/-5V电源供电情况下的一个放大电路。输入是一个8Vpp的信号。按照虚短、虚断的原则，根据2.1的分析，差分信号增益是1，即，差分输出每一端的摆幅都是+/-2V，但相位相差180度。由于Vocm加入了2.5V的共模电压，因此得到Voutp和Voutn的电压为2.5V+/-2.0 V和2.5V-/+2.0V，即0.5V～4.5V的范围内。这个信号范围符合数据手册+/-5V电源供电情况下的指标（－4.55V~+4.55V）。
习 题 2.1基本要求 1.熟练掌握三种组态的BJT 基本放大电路的构成、工作原理；熟练估算其直流工作点、交流指标。 2.熟悉三种组态的BJT 基本放大电路的性能差异。 3.熟练掌握BJT 放大电路的模型分析法：会根据BJT 的直流模型作静态分析；根据交流小信号模型作动态分析。 4.熟悉图解法。 5.了解射极偏置电路稳定工作点的原理、作电流源的原理以及电流源的应用 2-1 在共射基本放大电路中，适当增大R C ，电压放大倍数和输出电阻将有何变化。 A ．放大倍数变大，输出电阻变大； B ．放大倍数变大，输出电阻不变 C ．放大倍数变小，输出电阻变大； D ．放大倍数变小，输出电阻变小 解：共射放大电路C be //(L u R R A r β =-，o C r R = 所以选择a 2-2 电路如图2-35所示，已知V CC =12 V ，R C =2 k Ω，晶体管的β=60，U BE =0.3 V , I CEO =0.1 mA ,要求： (1) 如果欲将I C 调到1.5 mA,试计算R B 应取多大值？(2) 如果欲将U CE 调到3 V ，试问R B 应取多大 值？ 图2-35 题2-2图 解：1）C B 1.5I βI mA == B 0(12)0.3 1.5/600.025B I mA R ---=== 所以B 468R k =Ω 2）C 3 123 4.5210I mA -= =?，B 0(12)0.34.5/600.075B I mA R ---===所以B 156R k =Ω 2-3 电路图2-36所示，已知晶体管的β=60，r be k =1Ω，BE U =0.7 V ，试求：(1)静态工作点 I B ，I C ，U CE ；(2) 电压放大倍数；(3) 若输入电压 mV sin 210i t u ω=，则输出电压U o 的有效值为多少?
第四章 习题与思考题 ◆◆ 习题 4-1 在图P4-1所示互补对称电路中，已知V CC 为6V ，R L 为8Ω，假设三极管的饱和管压降U CES ＝1V ， ① 试估算电路的最大输出功率P om ； ② 估算电路中直流电源消耗的功率P V 和效率η。 解：① W W R U V P L cem CC om 563.18 2)16(2)(2 2≈?-=-= 如忽略U CES ，则 W W R V P L CC om 25.28 2622 2=?=≈ ② W W R V P L CC V 865.28 6222 2≈??=≈ππ %55.54865 .2563.1≈==V om P P η 如忽略U CES ，则%53.78865.225.2≈== V om P P η 此题的意图是理解OCL 互补对称放大电路的P om 和P V 的估算方法。 ◆◆ 习题 4-2 在图P4-1所示的电路中： ① 三极管的最大功耗等于多少？ ② 流过三极管的最大集电极电流等于多少？ ③ 三极管集电极和发射极之间承受的最大电压等于多少? ④ 为了在负载上得到最大输出功率P om ，输入端应加上的正弦电压有效值大约等于多少？ 解：① W W P P om CM 45.025.22.02.0=?=> ② A A R V I L CC CM 75.08 6==> ③ V V V U CC CEO BR 12622)(=?=> ④ 因为互补对称电路中无论哪个三极管导电，电路均工作在射极跟随器状态，1≈u A ，而略小于1，故V V V U U CC cem i 24.426 22≈=≈≈。 本题的意图是了解OCL 互补对称电路中功率三极管极限参数的估算方法。
一、填空题 1．射极输出器的主要特点是电压放大倍数小于而接近于1， 输入电阻高 、 输出电阻低 。 2．三极管的偏置情况为 发射结正向偏置，集电结反向偏置 时，三极管处于饱和状态。 3．射极输出器可以用作多级放大器的输入级，是因为射极输出器的 输入电阻高 。 4．射极输出器可以用作多级放大器的输出级，是因为射极输出器的 输出电阻低 。 5．常用的静态工作点稳定的电路为 分压式偏置放大 电路。 6．为使电压放大电路中的三极管能正常工作，必须选择合适的 静态工作点 。 7．三极管放大电路静态分析就是要计算静态工作点，即计算 I B 、 I C 、 U CE 三个值。 8．共集放大电路（射极输出器）的 集电极 极是输入、输出回路公共端。 9．共集放大电路（射极输出器）是因为信号从 发射极 极输出而得名。（） 10．射极输出器又称为电压跟随器，是因为其电压放大倍数 电压放大倍数接近于1 。 11．画放大电路的直流通路时，电路中的电容应 断开 。 12．画放大电路的交流通路时，电路中的电容应 短路 。 13．若静态工作点选得过高，容易产生 饱和 失真。 14．若静态工作点选得过低，容易产生 截止 失真。 15．放大电路有交流信号时的状态称为 动态 。 16．当 输入信号为零 时，放大电路的工作状态称为静态。 17．当 输入信号不为零 时，放大电路的工作状态称为动态。 18．放大电路的静态分析方法有 估算法 、 图解法 。 19．放大电路的动态分析方法有 微变等效电路法 、 图解法 。 20．放大电路输出信号的能量来自 直流电源 。 二、选择题 1、在图示电路中，已知U C C ＝12V ，晶体管的β＝100，' b R ＝100k Ω。当i U ＝0V 时， 测得U B E ＝0.7V ，若要基极电流I B ＝20μA ，则R W 为 k Ω。A A. 465 B. 565 C.400 D.300 2.在图示电路中，已知U C C ＝12V ，晶体管的β＝100，若测得I B ＝20μA ，U C E ＝6V ，则R c ＝ k Ω。A A.3 B.4 C.6 D.300
实验四 两级放大电路 一、实验目的 l 、掌握如何合理设置静态工作点。 2、学会放大器频率特性测试方法。 3、了解放大器的失真及消除方法。 二、实验原理 1、对于二极放大电路，习惯上规定第一级是从信号源到第二个晶体管BG2的基极，第二级是从第二个晶体管的基极到负载，这样两极放大器的电压总增益Av 为： 2V 1V 1 i 1 O 2i 2O 1i 2O ,i 2O S 2O V A A V V V V V V V V V V A ?=?==== 式中电压均为有效值，且2i 1O V V =，由此可见，两级放大器电压总增益是单级电压增益的乘积，由结论可推广到多级放大器。 当忽略信号源内阻R S 和偏流电阻R b 的影响，放大器的中频电压增益为： 1be 2 be 1C 1be 1L 11i 1O S 1O 1V r r //R 1 r R V V V V A β-='β-=== 2 be L 2C 2 2be 2L 21O 2O 1i 2O 2V r R //R r R V V V V A β-='β-=== 2 be L 2C 2 1be 2be 1C 12V 1V V r R //R r r //R A A A β?β=?= 必须要注意的是A V1、A V2都是考虑了下一级输入电阻（或负载）的影响，所以第一级的输出电压即为第二级的输入电压，而不是第一级的开路输出电压，当第一级增益已计入下级输入电阻的影响后，在计算第二级增益时，就不必再考虑前级的输出阻抗，否则计算就重复了。 2、在两极放大器中β和I E 的提高，必须全面考虑，是前后级相互影响的关系。 3、对两级电路参数相同的放大器其单级通频带相同，而总的通频带将变窄。 ) dB (A log 20G 式中G G G V u o 2u o 1u uo =+= 三、实验仪器 l 、双踪示波器。 2、数字万用表。 3、信号发生器。 4、毫伏表 5、分立元件放大电路模块 四、实验内容 1、实验电路见图4-1
练习七 学院 班级 姓名 学 号 1．图示电路中，稳压管用来为三极管提供稳定的基极偏置电压。已知稳压管的稳定电压U Z =，I ZM =50mA ，R B =220k Ω，R E =2k Ω， R C =1k Ω，U CC =12V ，三极管为硅管（U BE =），试求三极管的集电 极电流和所消耗的功率。若欲使给定的工作电流I C =1mA ，则 R E 应选择多大 解：227 .07.4=-=-= ≈k R U U I I E BE Z C E mA ； 6)21(212)(=+?-=+-=E C C CC CE R R I U U V 1262=?==CE C C U I P mW 41 7 .07.4=-≈ E R k Ω 2．分压偏置共射放大电路如图所示，已知R B1=30k Ω，R B2=10k Ω， U CC =12V ，β=80，R E1=Ω，R E2=2k Ω，R L = k Ω，R C = k Ω，R S = k Ω， 设U BE =。 ⑴确定静态工作点。 ⑵计算输入电阻r i 和输出电阻r o 。 ⑶若U o =400mV ，求信号源电压为多大 o
⑷当R E1=0时，信号源电压保持不变，求此时的输出电压。 解：⑴31210 3010 212=?+=+= CC B B B B U R R R V V ； 1.12 1.07 .0321=+-=+-= ≈E E BE B E C R R U V I I mA ；75.1380/1.1/===βC B I I μA ； 08.4)21.01.5(1.112)(=++?-=+-=E C C CC CE R R I U U V ⑵微变等效电路如图。 1.220901 .1268020026200≈Ω=?+=+=C be I r β k Ω 34.4]1.0811.2//[10//30])1(//[//121=?+=++=E be B B i R r R R r βk Ω； 1.5==C o R r k Ω ⑶因为： 6.171 .0811.21 .5//1.58034.46.034.4)1(//1 =?+?-?+= ++-+== E be C L S i i s o US R r R R R R R e u A ββ 所以：7.226 .17400 == s e mV ⑷当R E1=0时，7.22=s e mV ，求此时的输出电压 此时，15.127.032=-=-=≈E BE B E C R U V I I mA 0.2200815 .126 8020026200≈Ω=?+=+=C be I r βk Ω 2////21=≈=be be B B i r r R R r k Ω； 17817.222 1.5//1.58034.46.034.4//=??-?+=-+= =s be C L S i i s US o e r R R R R R e A u βmV ＝
第二章 题3.2.1 某集成运放的一个偏置电路如图题3.2.1所示，设T 1、T 2管的参数完全相同。问： (1) T 1、T 2和R 组成什么电路？ (2) I C2与I REF 有什么关系？写出I C2的表达式。 图题3.2.1 解：(1) T 1、T 2和R 2组成基本镜像电流源电路 (2) REF BE CC REF C R V V I I -==2 题3.2.2 在图题3.2.2所示的差分放大电路中，已知晶体管的β =80，r be =2 k Ω。 (1) 求输入电阻R i 和输出电阻R o ； (2) 求差模电压放大倍数vd A 。 图题3.2.2 解：(1) R i =2(r be +R e )=2×(2+0.05)=4.1 k Ω R o =2R c =10 k Ω (2) 6605 .0812580)1(-=?+?-=β++β-=e be c vd R r R A 题3.2.3 在图题3.2.3所示的差动放大电路中，设T 1、T 2管特性对称，β1=β2=100，V BE =0.7V ，且r bb ′=200Ω，其余参数如图中所示。 (1) 计算T 1、T 2管的静态电流I CQ 和静态电压V CEQ ，若将R c1短路，其它参数不变，则
T 1、T 2管的静态电流和电压如何变化？ (2) 计算差模输入电阻R id 。当从单端（c 2）输出时的差模电压放大倍数2 d A =?； (3) 当两输入端加入共模信号时，求共模电压放大倍数2 c A 和共模抑制比K CMR ； (4) 当v I1=105 mV ，v I2=95 mV 时，问v C2相对于静态值变化了多少？e 点电位v E 变化了多少？ 解：(1) 求静态工作点： mA 56.010 2101/107122)1/(1=?+-=+β+-=e b BE EE CQ R R V V I V 7.07.010100 56.01-≈-?-=--=BE b BQ E V R I V V 1.77.01056.012=+?-=--=E c CQ CC CEQ V R I V V 若将R c1短路，则 mA 56.021==Q C Q C I I （不变） V 7.127.0121=+=-=E CC Q CE V V V V 1.77.01056.0122=+?-=--=E c CQ CC Q CE V R I V V （不变） (2) 计算差模输入电阻和差模电压放大倍数： Ω=?+=β++=k 9.456 .026101200)1('EQ T bb be I V r r Ω=+?=+=k 8.29)9.410(2)(2be b id r R R 5.338 .2910100)(22=?=+β=be b c d r R R A (3) 求共模电压放大倍数和共模抑制比： 5.020 1019.410101002)1(2-=?++?-=β++β-=e be b c c R r R R A 675.05.332 2===c d CMR A A K （即36.5dB ） (4) 当v I1=105 mV ，v I2=95 mV 时， mV 109510521=-=-=I I Id v v v mV 1002 95105221=+=+=I I Ic v v v mV 285100)5.0(105.33222=?-+?=?+?=?Ic c I d d O v A v A v 所以，V O2相对于静态值增加了285 mV 。 由于E 点在差模等效电路中交流接地，在共模等效电路中V E 随共模输入电压的变化
差动放大电路的分析与综合（计算与设计）实验报告 1、实验时间 10月31日(周五)17:50-21:00 2、实验地点 实验楼902 3、实验目的 1. 熟悉差动放大器的工作原理(熟练掌握差动放大器的静态、动态分析方法) 2. 加深对差动放大器性能及特点的理解 3. 学习差动放大电路静态工作点的测量 4. 学习差动放大器主要性能指标的测试方法 5. 熟悉恒流源的恒流特性 6. 通过对典型差动放大器的分析，锻炼根据实际要求独立设计基本电路的能力 7. 练习使用电路仿真软件，辅助分析设计实际应用电路 8. 培养实际工作中分析问题、解决问题的能力 4、实验仪器 数字示波器、数字万用表、模拟实验板、三极管、电容电阻若干、连接线 5、电路原理 1. 基本差动放大器 图是差动放大器的基本结构。它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。 部分模拟图如下 1.直流分析数据 2.直流分析仿真数据 3.交流分析数据 4.交流分析仿真数据 具有平衡电位器的 差动放大器 图是差动放大器的结 构。它由两个元件参数相 近的基本共射放大电路组 成。 1.直流分析数据 2.直流分析仿真数据
3.交流分析数据 4.交流分析仿真数据 具有恒流源的差动放大器 图2-3是差动放大器的结构。它由两个元件参数相近的基本共射放大电路组成。 1.直流分析数据 2.直流分析仿真数据 3.交流分析数据 4.交流分析仿真数据 图3.1 差动放大器实验电路 当开关K 拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大器。晶体管 T 3 与电阻3E R 共同组成镜象恒流源电路 , 为差动放大器提供恒定电流E I 。用晶体管恒流源代替发射极电阻 E R ，可以进一步提高差动 放大器抑制共模信号的能 力。 1、差动电路的输入输 出方式 根据输入信号和输出信号的不同方式可以有四种连接方式,即 : (l) 双端输入 -双端输出，将差模信号加在1s V 、2s V 两端 , 输出取自1o V 、2o V 两端。 (2) 双端输入 -单端输出，将差模信号加在1s V 、2s V 两端 , 输出取自1o V 或2o V 到地。 (3) 单端输入一双端输出，将差模信号加在1s V 上,2s V 接地 ( 或1s V 接地而信号加在2s V 上 ), 输出取自1o V 、2o V 两端。 (4) 单端输入 -单端输出 将差模信号加在1s V 上,2s V 接地 ( 或1s V 接地而信号加在2s V 上 ), 输出取自1o V 或2o V 到地。
第3章 思考题与习题 ３.6在题3.5图示的放大器中当改变电路参数和输入信号时，用示波器观察输出电压u o,,发现有如题3.6图(a)、（ｂ）、（ｃ)和（ｄ）所示的四种波形，试求: （１）指出它们有无失真。如有失真,属于 ,并提出改进措施。 解：(1) (ａ）无失真（b) 截止失真 （c）饱和失真（d)饱和失真和截止失真 （2）(b）截止失真静态工作点设置偏低，减小Rb电阻或增大Ｒｃ (ｃ) 饱和失真静态工作点设置偏高，增大Rb电阻或减小Rc (ｄ)饱和失真和截止失真减小输入信号 3.7 在题3.7图中,设Rｂ=３00kΩ,R C=２.５kΩ，U BE≈0．7V,Ｃ1、C２的容抗可忽略,β=10 ０,Ω = '300 bb r。试计算： (1）静态工作点。 (2)电压放大倍数Ａu。 (３）如加大输入信号的幅值,则首先出现什么性质的失真(饱和还是截止）?为减小失真应改变那个电阻元件的阻值？增大还是减小? mA 02 .0 300 7.0 7.6 = - mA 2 02 .= V7.1 2 5.2= ? (２）Ω = + = + =K I r BQ be 6.1 02 .0 26 300 26 300 125 6.1 10 5.2 100- = ? - = - = be L C u r R R Aβ (3） CEQ L C CQ U V V R R I= > =7.1 4 ) ( ∴首先出现饱和失真。为减小失真应增大b R电阻或减小 C R。 u u u + - + - U o · 题3.5图
3.1２ 设题3.12图示放大器中三极管的β=1０0，U BE ≈0.7V 。（1）求静态工作点Q;（2)画出微变等效电路;(３)求i o u ?? =U U A ;(４）求s o ? ? = U U A s u ;(５)求R i 和R ｏ。 解:（１)V B I I EQ CQ ≈I BQ =V I R R R V U CQ e e C CC CEQ 279.4)2.08.11.5(51.115)(21=++?-=++-≈ （2） + - o u (3)Ω=?+=?+=K I r EQ be 039.251 .126 10130026101300 52 .112.0101039.21 .51.5100)1(1-=?+?-=++?-=e be L C u R r R R A ββ （４) 58 .8)52.11(4 7.117 .11) 52.11(-=-?+= -?+= ? =? ? ? ? S i i S i i o us R R R U U U U A （５)[]Ω=?+=++=K R r R R R e be b b i 7.11)2.0101039.2(10033)1(121β Ω==K R R c o 1.5 3.14 在题３.1４图示的射极输出器中，设三极管的参数为:50==ββ，U ＢＥ≈０．7V,其它元件数值已在图中标出。试求:(1)计算静态工作点Q;(2）画微变等效电路,并计算电压放大倍数A u 。（3)计算输入电阻R i 和输出电阻Ｒo 。