3.5 多级放大电路引 言
3.5.2 通用型集成运算放大器的组成及基本特性
3.5.1 多级放大电路的组成及性能指标的估算第 3 章 放大电路基础极间耦合形式：
直接耦合 A1 A2
电路简单，能放大交、直流信号，
,Q” 互相影响，零点漂移严重。
阻容耦合 A1 A2 各级,Q” 独立，只放大交流信号，信号频率低时耦合电容容抗大。
光电耦合 A1 A2 主要用于耦合开关信号，抗干扰能力强。
变压器耦合
A1 A2 用于选频放大器、功率放大器等。
引 言第 3 章 放大电路基础
Au1
第一级
Au2
第二级
Au1
末 级
ui uo1 RL
RS
uou
s
uo2ui2 uin
ii一、多级放大电路的组成输入级 中间级 输出级Ri Ro
1,直接耦合零漂的影响
3.5.1 多级放大电路的组成及性能指标的估算
2,零漂的衡量 —将输出的漂移折合到输入端如,?UO1= 1 V?U02 = 2 V A1 = 103,A2 = 104
A
UU O
I
则,?UI1= 1 mV,?UI2 = 0.2 mV
结论,A1 零漂严重
U = 0,02 V?U = 0.42 V?U = 8.42 V
A1 = 20 A2 = 20 A3 = 20
第 3 章 放大电路基础二、多级放大电路性能指标的估算
i
o
u
uA
u?
nu
u
u
u
u
u
u
u
i
o
i3
o3
2i
2o
i
1o,..?
= Au1·Au2 ···Aun
Au1(dB) = Au1 (dB) + Au2 (dB) + ··· + Aun (dB)
考虑级与级之间的相互影响，计算各级电压放大倍数时，应把后级的输入电阻作为前级的负载处理 !!!
Au1
第一级
Au2
第二级
Aun
末 级
ui uo1 RL
RS
uou
s
uo2ui2 uin
ii
Ri Ro
Ri = Ri1 Ro = Ron
第 3 章 放大电路基础例 3.5.1?1 = 60,?2 = 100; rbe1= 2 k?,rbe2 = 2.2 k?。 求 Au,Ri,Ro。
[解 ]
1112.2 )1.5//7.4( 100
b e 2
L2
2
r
RA
u
Ri2 = R6 // R7 // rbe2
= 33 // 10 // 2.2? 1.7 (k?)
R?L1 = R3 // Ri2 = 5.1 // 1.7
1.3 (k?)
Ri = Ri1= R1 // R2 // [rbe1 + (1+?1)R4]
5.7 (k?)
Ro = R8 = 4.7 k?
Ri2Ri
9,61.0 612 3.1 60)1(
41b e 1
L11
1
Rr
RA
u?
第 3 章 放大电路基础
3.5.2 通用型集成运算放大器的组成及基本特性一、通用型集成运放 (Operational Amplifier)的组成
1,模拟集成电路的特点
1) 直接耦合,采用差分电路形式，元件相对误差小；
2) 大电阻 用恒流源代替，大电容外接；
3) 二极管用三极管代替 (B,C 极接在一起 )；
4) 高增益、高输入电阻、低输出电阻。
2,组成方框图输入级,差分电路，大大减少温漂。
中间级,采用 有源负载的共发射极电路，增益大。
输出级：
OCL 电路，
带负载能力强偏置电路,镜像电流源，微电流源。
输入级偏置电路中间级 输出级+? u
o
uid
第 3 章 放大电路基础输入级 中间级 输出级输入级
V1,V3 和 V2,V4
共集 -共基组合差分电路
V5,V6 有源负载构成双端变单端电路中间级 V7,V8
复合管，共发射极具有高增益输出级甲乙类互补对称 功率放大电路 (OCL)
V11? V13
采用单电源 (OTL)时，输入端静态电位应为 0.5VCC。
3,通用型集成运算放大器 741 简化电路第 3 章 放大电路基础二、集成运算放大器电路符号及理想化条件
1,运放的符号习惯用符号
uid
+VCC
–VEE 国家标准符号
uouid
+VCC
–VEE
8
直流电源接法
uouid
VCC
VEE
8u–
u+
VCC = VEE
等效电路
uou
idu–
i+u+
uoRid A
ud uid
Ro
i– u+ — 同相端输入电压
u?— 反相端输入电压
uid — 差模输入电压
uid = u?– u+
Aud — 开环差模电压放大倍数
uo = Aud(u+ – u?)
第 3 章 放大电路基础
1) Aud
2,运放特性的理想化
6)UIO?0,IIO? 0
理想运放,4) KCMR 5)BW
2) Rid 3)Ro?0
传输特性
O uid
uo
Uomax
–Uomax
理想线性区 实际
3,理想运放工作在线性区的两个特点
1) u+? u–(虚短 ) 证,uo = Aud (u+ – u–) = Aud uidu
+ – u– = uo/Aud? 02) i
+? i–? 0 (虚断 ) 证,i+ = uid / Rid? 0 同理 i –? 0
4,理想运放工作在非线性区的两个特点
1)u+ > u–时,uo = Uomax u+ < u –时,uo= –UOmax
2)i+?i–? 0 (虚断 )
uou
idu–
i+u+
uoRid A
ud uid
Ro
i–
虚短和虚断第 3 章 放大电路基础
3.5.2 通用型集成运算放大器的组成及基本特性
3.5.1 多级放大电路的组成及性能指标的估算第 3 章 放大电路基础极间耦合形式：
直接耦合 A1 A2
电路简单，能放大交、直流信号，
,Q” 互相影响，零点漂移严重。
阻容耦合 A1 A2 各级,Q” 独立，只放大交流信号，信号频率低时耦合电容容抗大。
光电耦合 A1 A2 主要用于耦合开关信号，抗干扰能力强。
变压器耦合
A1 A2 用于选频放大器、功率放大器等。
引 言第 3 章 放大电路基础
Au1
第一级
Au2
第二级
Au1
末 级
ui uo1 RL
RS
uou
s
uo2ui2 uin
ii一、多级放大电路的组成输入级 中间级 输出级Ri Ro
1,直接耦合零漂的影响
3.5.1 多级放大电路的组成及性能指标的估算
2,零漂的衡量 —将输出的漂移折合到输入端如,?UO1= 1 V?U02 = 2 V A1 = 103,A2 = 104
A
UU O
I
则,?UI1= 1 mV,?UI2 = 0.2 mV
结论,A1 零漂严重
U = 0,02 V?U = 0.42 V?U = 8.42 V
A1 = 20 A2 = 20 A3 = 20
第 3 章 放大电路基础二、多级放大电路性能指标的估算
i
o
u
uA
u?
nu
u
u
u
u
u
u
u
i
o
i3
o3
2i
2o
i
1o,..?
= Au1·Au2 ···Aun
Au1(dB) = Au1 (dB) + Au2 (dB) + ··· + Aun (dB)
考虑级与级之间的相互影响，计算各级电压放大倍数时，应把后级的输入电阻作为前级的负载处理 !!!
Au1
第一级
Au2
第二级
Aun
末 级
ui uo1 RL
RS
uou
s
uo2ui2 uin
ii
Ri Ro
Ri = Ri1 Ro = Ron
第 3 章 放大电路基础例 3.5.1?1 = 60,?2 = 100; rbe1= 2 k?,rbe2 = 2.2 k?。 求 Au,Ri,Ro。
[解 ]
1112.2 )1.5//7.4( 100
b e 2
L2
2
r
RA
u
Ri2 = R6 // R7 // rbe2
= 33 // 10 // 2.2? 1.7 (k?)
R?L1 = R3 // Ri2 = 5.1 // 1.7
1.3 (k?)
Ri = Ri1= R1 // R2 // [rbe1 + (1+?1)R4]
5.7 (k?)
Ro = R8 = 4.7 k?
Ri2Ri
9,61.0 612 3.1 60)1(
41b e 1
L11
1
Rr
RA
u?
第 3 章 放大电路基础
3.5.2 通用型集成运算放大器的组成及基本特性一、通用型集成运放 (Operational Amplifier)的组成
1,模拟集成电路的特点
1) 直接耦合,采用差分电路形式，元件相对误差小；
2) 大电阻 用恒流源代替，大电容外接；
3) 二极管用三极管代替 (B,C 极接在一起 )；
4) 高增益、高输入电阻、低输出电阻。
2,组成方框图输入级,差分电路，大大减少温漂。
中间级,采用 有源负载的共发射极电路，增益大。
输出级：
OCL 电路，
带负载能力强偏置电路,镜像电流源，微电流源。
输入级偏置电路中间级 输出级+? u
o
uid
第 3 章 放大电路基础输入级 中间级 输出级输入级
V1,V3 和 V2,V4
共集 -共基组合差分电路
V5,V6 有源负载构成双端变单端电路中间级 V7,V8
复合管，共发射极具有高增益输出级甲乙类互补对称 功率放大电路 (OCL)
V11? V13
采用单电源 (OTL)时，输入端静态电位应为 0.5VCC。
3,通用型集成运算放大器 741 简化电路第 3 章 放大电路基础二、集成运算放大器电路符号及理想化条件
1,运放的符号习惯用符号
uid
+VCC
–VEE 国家标准符号
uouid
+VCC
–VEE
8
直流电源接法
uouid
VCC
VEE
8u–
u+
VCC = VEE
等效电路
uou
idu–
i+u+
uoRid A
ud uid
Ro
i– u+ — 同相端输入电压
u?— 反相端输入电压
uid — 差模输入电压
uid = u?– u+
Aud — 开环差模电压放大倍数
uo = Aud(u+ – u?)
第 3 章 放大电路基础
1) Aud
2,运放特性的理想化
6)UIO?0,IIO? 0
理想运放,4) KCMR 5)BW
2) Rid 3)Ro?0
传输特性
O uid
uo
Uomax
–Uomax
理想线性区 实际
3,理想运放工作在线性区的两个特点
1) u+? u–(虚短 ) 证,uo = Aud (u+ – u–) = Aud uidu
+ – u– = uo/Aud? 02) i
+? i–? 0 (虚断 ) 证,i+ = uid / Rid? 0 同理 i –? 0
4,理想运放工作在非线性区的两个特点
1)u+ > u–时,uo = Uomax u+ < u –时,uo= –UOmax
2)i+?i–? 0 (虚断 )
uou
idu–
i+u+
uoRid A
ud uid
Ro
i–
虚短和虚断第 3 章 放大电路基础
