2022-2023学年高二物理竞赛课件：放大器的组成原则

放大器的组成原则 放大器的组成原则 直流偏置电路(即直流通路)可保证在放大模式。 交流通路要保证信号正常传输，即有输入信 号vi时，应有vo输出。 判断电路是否放大，关键是看直流通路与交流通路是否合理。若有任何一部分不合理，则该电路就没有放大作用。 元件参数的选择要保证信号不失真地放大。 即电路需提供合适的Q点及足够的放大倍数。 2 需两个动画 串联二极管或稳压管，提高前级集电极电压。 图(2) 用二极管调节电位 图(2)用稳压管调节电位 　稳压管动态电阻很小，可以使第二级的放大倍数损失小。但集电极电压变化范围减小。 VDZ Rc1 Rb1 +VCC +  VT1 +  Rc2 R VT2 1、级间直流电平配置 (问题一:但，接入RE后----) VCC RC2 RE2 T2 RC1 T1 RC3 RE3 T3 RCn REn Tn 工作在放大模式时: 由图 越往后级VBQ3 ICQ3 VCEQ3 输出动态范围 4 需两个动画 改进电路—图(3) +VCC Rc1 Rb1 +  VT1 +  Rc2 Rb2 VT2 VDz 　 可降低第二级的集电极电位，又不损失放大倍数。 但稳压管噪声较大。 （1）接电阻或稳压管，利用R或稳压管的压降使前级VO降低后,再接后级输入，让两管均有较合适的Q点。 最终解决方法：加电平位移电路。 （2）采用PNP管的电平位移电路：P145 利用NPN管与PNP管电位极性相反的特点，将直流电平下移，可扩大后级的输出动态范围。 VCC RC2 RE T2 RC1 T1 RB + - - + VBQ1 VCQ2 + - VCQ1 VCQ1>VBQ1 放大模式NPN管： 放大模式PNP管： VCQ2 < VBQ2= VCQ1 NPN与PNP的交错组合方式，图4-1-11。 PNP管集电极电位低于基级。 NPN集电极电位高于基级 6 需两个动画 2、零点漂移问题(问题二) 零点漂移：指vi =0时，输出端静态电压的波动。  则第一级Q点变（VCEQ1+V） 温度漂移：因温度变化引起的漂移，简称温漂。 温漂危害： 若温度变化 淹没有用信号。 例：假设直接耦合放大器原输出端静态电压为VCEQ V 经后级逐级放大   输出静态电压变为（VCEQn + AvnV） 当漂移严重即V较大时，温漂信号有可能淹没有用信号，使电路丧失对有用信号的放大能力。 7 需两个动画 3、抑制零点漂移的方法： ①第一级采用低温漂的差分放大器。这种电路在集成运放电路中被广泛采用。 用特性基本相同的管子构成的对称差分放大电路，可使输出的零点漂移互相抵消。 ②引入直流负反馈来稳定Q点以减小零漂。 P140分压式的例子。 ③利用非线性元件（热敏）进行温度补偿。 就信号而言，各种小信号放大器均可统一表示为有源线性四端网络： 4.2 放大器的性能指标 有源线性四端网络 RS RL vS + - + - vi ii io vo + - Ri Ro 反映放大器性能的主要指标有： 增益A(4种) 输入电阻Ri 、 输出电阻Ro、 注意：输入、输出电阻为交流电阻。 9 需两个动画 1、输入电阻 对输入信号源而言，放大器相当于它的一个负载，而这个等效负载电阻就是放大器输入电阻Ri 。 或 RS Ri vS + - + - vi ii RS Ri iS + - vi ii 定义 Ri 表示本级电路对输入信号源的影响程度。 (4-2-1) 与参数、RL有关。 10 需两个动画 2、输出电阻 对输出负载而言（根据戴维宁定理和诺顿定理），任何放大器均可看作它的信号源，该信号源内阻即放大器输出电阻Ro 或 Ro RL vot + - + - vo io Ro RL ion + - vo io 负载开路时vi 或ii 在电路输出端产生的开路电压。 vot ： 负载短路时vi 或ii 在电路输出端产生的短路电流。 ion ： (4-2-2) 定义1 与参数、RS有关。 11 需两个动画 输出电阻Ro计算： RL vS + - vo 放大器 RS + - （放大器一般框图） i v + - 放大器 RS （ Ro 的定义） 令信号源为零(vs=0、is=0)，保留受控源(共C有)。 令负载RL开路，在输出端外加v，则产生电流i。 定义2: Ro 反映放大器受负载电阻RL的影响程度。 (4-2-3) 与参数、RS有关。 12 需两个动画 $