第4章多级放大电路和集成运算放大电路

第四章主要探讨的是多级放大电路和集成运算放大电路的相关知识。多级放大电路是由多个基本放大单元级联组成的，每个基本放大单元称为一级，它们之间的连接方式即为耦合方式。耦合方式通常包括直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。 1. **直接耦合**： - 直接耦合的特点是前一级的输出直接连接到后一级的输入，没有隔直组件。这种耦合方式适用于放大直流和缓慢变化的信号，但因为静态工作点的逐级升高，可能导致饱和失真。解决这个问题的方法包括在发射极添加电阻或使用NPN和PNP管子配合，以保证各级放大器的工作状态。然而，直接耦合放大电路存在零点漂移的问题，这是由于电源电压波动、元件老化以及温度变化导致的半导体器件参数变化。抑制零点漂移的策略包括恒温措施、温度补偿、直流负反馈以及采用差动放大电路。 2. **阻容耦合**： - 阻容耦合是通过电容连接各级放大电路，确保静态工作点独立，便于分析和设计。它对交流信号的传输损耗小，而且由于电容的隔直效应，减少了温漂。然而，阻容耦合的低频特性较差，不适合放大直流和慢变信号，且由于大电容的存在，不适合集成化。 3. **变压器耦合**： - 变压器耦合通过磁路连接前后级，使得静态工作点独立，设计简单，但低频响应差，不适用于直流或慢变信号。虽然可以实现阻抗变换，但其存在的变压器使得集成化困难。 4. **光电耦合**： - 光电耦合通过光信号传输电信号，实现了电气隔离，适用于需要高隔离度的应用。发光元件将输入信号转化为光，光敏元件再将光信号转化为电信号输出。这种方式避免了直接的电接触，提高了系统的安全性。 在多级放大电路中，各级放大器的输入电阻和输出电阻对整个电路的动态参数有重要影响，如增益、带宽和稳定性。同时，差动放大电路是重要的组成部分，它的静态工作点、差模放大倍数、输入电阻和输出电阻等参数需要精确分析和估算。集成运算放大器具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特性，是现代电子系统中的核心组件，其主要参数包括开环增益、输入失调电压、输入偏置电流等。 学习这些内容时，需要理解各种耦合方式的优缺点，掌握它们在不同应用场景下的选择，并熟悉差动放大电路的工作原理和参数计算。随着电子技术的进步，特别是电子设计自动化（EDA）工具的发展，对这些电路的分析、设计和调试变得更加便捷。