MOS晶体管斩波器直流放大电路举例分析

MOS晶体管斩波器放大电路一般有图2.126（a）所示的结构。为了去除叠加在输入信号的市电频率噪声和其它高频噪声，在输入端可加接低通滤波器。经斩波器调制的信号由交流放大器放大后，用同步检波电路进行检波，再经低通滤波器平滑后输出。

一般为了进一步改善整体的非线性和稳定性，往往采用图2.126（b）和（c）所示的加负反馈的方法。

图2.127是具体电路。Ｒ1、C1构成输入端的低通滤波器。在包含四只MOS晶体管的集成电路器件HD708中，斩波器用其中的两只管子，另一只管子用作同步检波开关。Q2~Q4是直流耦合型交流放大器。初级Q2的集电极电压为1.4V，通过二极管D与Q3的基极耦合。MOS晶体管斩波器放大电路。由Q4的集电极经R12、R13向Q2基极加直流负反馈，以使工作点稳定。反馈回路的交流成分经C4被旁路掉，所以在调制频带内加不上负反馈。Q5、Q6是驱动斩波器和同步检波开关的多谐振荡器，驱动电压为1.5kHz。HD708的夹断电压约为-2~-5V，所以0~-7V的驱动电压是足够的。表2.15列出这种电路的性能。输出阻抗高达20kΩ，所以根据情况输出端可加接发射极跟随器。

图2.128是使用并联型斩波器的例子。在这里，同步检波的后面连接由Q5~Q7构成的直流耦合电路，输出电阻降至0.5kQ，同时将最大输出电压改善到10V以上。整个电路的直流增益为100dB。MOS晶体管斩波器放大电路。接在输入端的二极管D1，用于对最大输入电压提供保护。另外，斩波器放大电路本身的频带宽度主要受同步检波后面的低通滤波器（R2、R3、C3）的制约，此点可用由输入端接到Q6基极的耦合电容，即用称为正向馈通方式的耦合方法得到改善，在频带的高频端实现提升（参见图2.129）。

图2.130是供测量10^-10~10^-12A的弱电流之用的复合型直流放大电路的设计。为了提高两个交流放大电路的输入阻抗，初级采用结型场效应晶体管，次级采用双极型集成电路运算放大器HA1303M。表2.16列出复合型直流放大电路的性能。偏移电流是斩波器的抽运电流和尖峰电流之和，数值在10^-9A以下；偏移电流的变化部分呈电流性漂移，数值在2×10^-12A/℃以下。因此，如在输入端对偏移电流进行补偿，就可稳定地检测2×10^-12A左右的弱电流。MOS晶体管斩波器放大电路。如在2.2.4节所述，为了检测弱电流，可用由MOS场效应晶体管构成的直流耦合放大电路。但为了避免启动时的和随时间的电压性漂移，以及为了提高检测灵敏度，须提高检测电阻。对1×10^-12A的检波灵敏度，负反馈电阻R应取在1×10¹⁰Ω以上。另一方面，由于频带宽度随Rf的增高而按比例地变窄，为了实现宽频带化就要降低Rf。图2.130的电路就是出于此种目的将Rf降低到1×10⁹，以尽量提高MOS晶体管斩波器的性能。

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