直流放大器電路
發布時間:2019-08-02 15:42:02來源:
直流放大器能夠放大直流信號或變化極其緩慢的交流信號,它廣泛應用于自動控制儀表,醫療電子儀器、電子測量儀器等。常用的直流放大電路有單端式直流放大器、差動式直流放大器、調制型直流放大器等。
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,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,可以利用硅穩壓管的穩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,較好地實現了級間耦合,上述四種電路的比較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Kud與單管共射電路的放大倍數相同
為提高抑制零漂能力,應使共模放大倍數越小越好,差模放大倍數越大越好,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。
4、具有穩定靜態工作點的能力
(a)的射極度電阻Re對共模信號及溫漂電平均有很強的負反饋作用。例如在溫度升高時,Ic1、Ic2都同時增加,并產生下列負反饋過程:
結果使IC1、IC2的實際變化相對地減小,這里Re起著恒流作用,從而穩定靜態工作點,顯然Re越大,恒流作用也越大,抑制零漂的能力也就越強,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值。值得注意的是,對差模信號,Re不起負反饋作用,因此,它不會降低差模信號的放大倍數。