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[組圖]直流放大器

作者: 時間:2011-10-10 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
能夠放大信號或變化極其緩慢的交流信號,它廣泛應(yīng)用于自動控制儀表,醫(yī)療電子儀器、電子測量儀器等。常用的放大電路有單端式直流、差動式直流、調(diào)制型直流放大器等。
一、單端式直流放大器

單端式直流放大器需要解決級間直流電平配置問題,如下圖(a)的電路是利用電阻Re2拉低BG2的射極電位以滿足直流電平配置要求(即令Ube2=Uc1-Ue2).下圖(b)的電路是利用D1及D2作電平配置。使BG2、BG3的偏聽偏信置電壓分別為Ube2=0.3伏、Ube3=0.45伏。D3起保護(hù)作用,避免使BG1基極受到過大的反壓,如果前級輸出電壓主和后級輸入電壓相差較大,可以利用硅穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓來代替硅二極管的作用。下圖C的電路是利用較大的Rc1、Rc2來提高集電極電壓,以實現(xiàn)前后級直流電平的配置。下圖D的電路是利用PNP(BG1和BG3)與NPN(BG2)的極性相反來進(jìn)行電平配置于,BG1的輸出電流是BG2的輸入電流,BG2的輸出電流是BG2的輸出電流是BG3輸入電流,較好地實現(xiàn)了級間耦合,上述四種電路的最大缺點是零點漂移大。

二、差動式直流放大器
圖2(a)是差動式直流放大電路的一種型式。它是由BG1、BG2一對特性相同的晶體管組成,而且電路元件也都是對稱的。輸入信號人別為Ui1、Ui2;單端輸出信號分別是Uc1、Uc2;雙端輸出為UC1與UC2之差,即UO=UC1-UC2O差動電路具有下列特點:
1、具有抑制零點漂移能力
差動電路由于管特性相同和電路元件對稱,所以當(dāng)溫度升高時,兩管的集電極電流將得到同樣的增量,即△IC1=IC20而雙端輸出為UO=IC1RC-IC2RC=0,所以輸出沒有零點漂移。
2、共模輸入時,具有抑制放大能力
通常把幅度相等,相位相同的一對輸入信號,稱為共模信號,由下列電路圖A可見,當(dāng)Ui1=Ui2時,在對稱條件下,則雙端輸出Uo=KUil-KUi2=0,
3、差模輸入時,具有放大能力
通常把幅度相等,相位相反的一對輸入信號,稱為差模信號。當(dāng)Ui1=-Ui2差模輸入時,兩面三刀管集電極輸出分別為Uc1=-KUi1、Uc2=-KUi2;所以,差模放大倍數(shù)Kud: Kud=(Uc1-Uc2)/(Ui1-Ui2)=(-Ui1K-Ui1K)/2Ui1=-K=(-)(hfeRc)/(Rs+hie)
由于差動電路的雙端輸入電壓、雙端輸出電壓均比單管共射放大電路多了一倍,所以差模放大倍數(shù)Kud與單管共射電路的放大倍數(shù)相同
為提高抑制零漂能力,應(yīng)使共模放大倍數(shù)越小越好,差模放大倍數(shù)越大越好,因而利用共模抑制比CMRR*=Kud/Kuc作為評價差動放大電路性能好壞的重要指標(biāo)。
圖2
4、具有穩(wěn)定靜態(tài)工作點的能力
圖2(a)的射極度電阻Re對共模信號及溫漂電平均有很強(qiáng)的負(fù)反饋作用。例如在溫度升高時,Ic1、Ic2都同時增加,并產(chǎn)生下列負(fù)反饋過程:
結(jié)果使IC1、IC2的實際變化相對地減小,這里Re起著恒流作用,從而穩(wěn)定靜態(tài)工作點,顯然Re越大,恒流作用也越大,抑制零漂的能力也就越強(qiáng),引入輔助電,以抵消Re的壓隆。使射極度對地電位能維持正常的數(shù)值。值得注意的是,對差模信號,Re不起負(fù)反饋作用,因此,它不會降低差模信號的放大倍數(shù)。
表一
四種形式(圖2)的差動放大器的比較
接法雙端輸入、雙端輸出(a)單端輸入、雙端輸出(b)雙端輸入、單端輸出(C)單端輸入、單端輸出(d)
差模放大倍數(shù)Kud=-(βRc/Rs+rbe)Kud=-(βRc/Rs+rbe)Kud=-[βRc/2(Rs+rbe)]Kud=-[βRc/2(Rs+rbe)]
共模放大倍數(shù)Kuc→0很小很小Kuc→0
共模抑制比很高很高
差模輸入阻抗Rid=2(Rs+rbe)Rid=2(Rs+rbe)Rid=2(Rs+rbe)Rid=2(Rs+rbe)
差模輸出阻抗Rod=2RcRod=2RcRod=2RcRod=2Rc
用途

常用在多級放大的中間級、輸入級、也可作輸出級

將單端輸入轉(zhuǎn)為雙端輸出,常用在輸入級將雙端轉(zhuǎn)為單端輸出,常用在中間級和輸入級用在輸入輸出需要一端接地的地方、常用在控制電路及穩(wěn)壓電源


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