2。 等級變換器
當前– 2.電平轉換器
上一個 - 1。 差分放大器
等級變換器
即使放大器的輸入具有零伏的平均值，由於偏置效應，輸出通常具有非零的平均電壓。 這些 dc 電壓可能導致不希望的偏移，從而對系統的運行產生不利影響。
由於運算放大器是多級的 dc 高增益放大器，不需要的 dc 電壓可能是一個令人擔憂的問題。 早期的小偏移可以在後期階段飽和。
電平移位器 放大器是為了補償而增加或減少來自輸入的已知電壓的放大器 dc 偏移電壓。 運算放大器的設計中包含電平轉換器。
圖7說明了一個簡單的電平移位器。 我們證明了這個移位器是一個單位增益放大器 ac 同時提供可調節的 dc 輸出。
我們通過在圖7（a）的輸入循環中使用KVL並開始分析來開始分析 vin = 0獲得
（34）
從那以後
（35）
我們解決了 dc 輸出電壓值， V出.
（36）
等式（36）表明通過變化 RE, V出 可以設置為任何所需的 dc 等級（限制為最大值 VBB - VBE）。 以來 VBB 是 dc 從前一階段獲得的水平，該放大器用於移動水平 向下 （降低值）。 如果 向上 需要移位，使用了類似的電路，但是 PNP 晶體管代替了 NPN 晶體管。 具有有源電流源的完整電路如圖7（b）所示。
圖7-電平移位器
我們現在檢查電路 ac 信號應用。 圖7（c）說明了 ac 等效電路。 注意 β2ib2 是有源電流源中的集電極電流，我們假設它是一個常數。 因為 ac 電流值為零，該電流源由開路代替。 我們寫的 ac 使用KVL的方程式。
（37）
和
（38）
的比例 ac 輸出到 ac 輸入是
（39）
公式（39）表示為 ro2 變大，輸出與輸入之比接近於1，電平移位器就像射極跟隨器一樣 ac。 這是期望的結果。
例
兩個直接耦合的CE放大器串聯放置，以實現所需的電壓增益。 設計一個電平轉換器，放置在兩個CE放大器之間，以提供一個 dc 電壓足夠低以防止第二個CE放大器飽和。 通過向第二階段提供1 V偏置來實現此目的。 集電極電壓， VC，第一個放大器是4 V，和 RC 該放大器的1kΩ。 設計水平移位器有一個 IC 1 mA使用a 
電源。 使用圖3中所示類型的電流源（參見章節：差分放大器1.3）和晶體管 β（S） = 100， VBE（多個） = 0.7 V，和 VON = 0.7 V.
解決方案： 電平轉換器如圖7（b）所示。 我們需要找到的價值觀 RE, R1, R2和 R'E。 由於第一個放大器有一個 VC 4 V的值， VBB 公式（36）是4 V，而 RB 該公式為1kΩ。 請注意，這是使用前一個放大器的戴維寧等效電路。 等式（36）然後產生，
將電流源晶體管工作點設置在中間位置 dc 載重線，我們有
和
電壓跨越 R'E 是5.5 V.然後
我們現在知道電壓 R1 和 R2 和平行電阻。 這產生兩個方程，其中我們假設圖9.7（b）的下部晶體管中的基極電流可忽略不計。
和
因此設計完成。
應用