多級放大電路放大倍數(shù)算法

1、第十一講多級放大電路第三章 多級放大電路教學目的1、掌握多級放大電路的耦合方式，為集成電路的學習打好基礎2、掌握直接耦合放大電路中差分放大電路的組態(tài)及動態(tài)參數(shù)的計算3、了解多級放大電路中的互補輸出級教學重點和難點1、差分放大電路的作用2、差分放大電路雙入、雙出組態(tài)中靜態(tài)工作點的計算，差模電壓增益、共模電壓增益、共模抑制比、差模輸入電阻及輸出電阻的分析計算3、消除交越失真的措施教學內(nèi)容第一節(jié) 多級放大電路的耦合方式一、直接耦合二、阻容耦合三、變壓器耦合四、光電耦合第二節(jié) 多級放大電路的動態(tài)分析第三節(jié) 直接耦合放大電路一、直接耦合放大電路的零點漂移二、差分放大電路三、直接耦合互補輸出級 四、直接耦

2、合多級放大電路本章討論的問題：1.單管放大電路為什么不能滿足多方面性能的要求？2.如何將多個單級放大電路連接成多級放大電路？各種連接方式有和特點？3.直接耦合放大電路的特殊問題是什么？如何解決？4.差分放大電路與其它基本放大電路有什么區(qū)別？為什么它能抑制零點漂移？5.直接耦合放大電路輸出級的特點是什么？如何根據(jù)要求組成多級放大電路？3.1多級放大電路的耦合方式直接耦合多級放大電路的連接，產(chǎn)生了單元電路間的級聯(lián)問題，即耦合問題。放大電路的級間耦合必須要保證信號的傳輸，且保證各級的靜態(tài)工作點正確。 直接耦合耦合電路采用直接連接或電阻連接，不采用電抗性元件。直接耦合電路可傳輸?shù)皖l甚至直流信號，因而緩

3、慢變化的漂移信號也可以通過直接耦合放大電路。阻容耦合電抗性元件耦合級間采用電容或變壓器耦合。電抗性元件耦合，只能傳輸交流信號，漂移信號和低頻信號不能通過。 根據(jù)輸入信號的性質(zhì)，就可決定級間耦合電路的形式。變壓器耦合采用變壓器耦合也可以隔除直流，傳遞一定頻率的交流信號，因此各放大級的Q互相獨立。變壓器耦合的優(yōu)點是可以實現(xiàn)輸出級與負載的阻抗匹配，以獲得有效的功率傳輸。變壓器耦合阻抗匹配的原理見 (a)。圖變壓器的阻抗匹配 在理想條件下，變壓器原副邊的安匝數(shù)相等， I1 N1=I2 N2 I2 =（I1 N1 / N2） =I1 (V1 / V2)=(V2 /RL) (V1 /R1)(V1 / V2

4、)=(V2 /RL) (N1 / N2 )2 =R1 /RL n2 =R1 /RL可以通過調(diào)整匝比n來使原副端阻抗匹配。當變壓器的原端作為諧振回路使用時，為了使較小的三極管輸出電阻不影響諧振回路的Q值，在原端采用抽頭的方式以實現(xiàn)匹配。此時將V1接在ab之就可以減輕三極管對Q值的影響。如圖 (b)所示。光電耦合耦合電路的簡化形式如圖所示。 (a) 阻容耦合 (b) 直接耦合 (c) 變壓器耦合 耦合電路形式直接耦合或電阻耦合使各放大級的工作點互相影響，應認真加以解決。3.2多級放大電路的動態(tài)分析一、多級放大電路電壓放大倍數(shù)的計算在求分立元件多級放大電路的電壓放大倍數(shù)時有兩種處理方法。一是將后一級

5、的輸入電阻作為前一級的負載考慮，即將第二級的輸入電阻與第一級集電極負載電阻并聯(lián)，簡稱輸入電阻法。二是將后一級與前一級開路，計算前一級的開路電壓放大倍數(shù)和輸出電阻，并將其作為信號源內(nèi)阻加以考慮，共同作用到后一級的輸入端，簡稱開路電壓法。現(xiàn)以圖的兩級放大電路為例加以說明，將該圖給出參數(shù)后示于圖中。 兩級放大電路計算例 三極管的b1=b2=b=100，VBE1=VBE2=0.7V。計算總電壓放大倍數(shù)。分別用輸入電阻法和開路電壓法計算。1 用輸入電阻法求電壓增益（1）求靜態(tài)工作點（2）求電壓放大倍數(shù) 先計算三極管的輸入電阻 電壓增益 如果求從VS算起的電壓增益，需計算輸入電阻2 用開路電壓法求電壓增益

6、 第一級的開路電壓增益3.3直接耦合放大電路3.3.1 直接耦合放大電路的零點漂移現(xiàn)象直接耦合或電阻耦合使各放大級的工作點互相影響，這是構成直接耦合多級放大電路時必須要加以解決的問題。一、直接耦合放大電路(1) 電位移動直接耦合放大電路 如果將基本放大電路去掉耦合電容，前后級直接連接，如圖07.02所示。于是 VC1=VB2 VC2= VB2+ VCB2VB2（VC1）這樣，集電極電位就要逐級提高，為此后面的放大級要加入較大的發(fā)射極電阻，從而無法設置正確的工作點。這種方式只適用于級數(shù)較少的電路。圖07.02 前后級的直接耦合 (2) NPN+PNP組合電平移動直接耦合放大電路 級間采用NPN管

7、和PNP管搭配的方式，如圖07.03所示。由于NPN管集電極電位高于基極電位，PNP管集電極電位低于基極電位，它們的組合使用可避免集電極電位的逐級升高。 圖07.03 NPN和PNP管組合 (3) 電流源電平移動放大電路 在模擬集成電路中常采用一種電流源電平移動電路，如圖07.04所示。電流源在電路中的作用實際上是個有源負載，其上的直流壓降小，通過R1上的壓降可實現(xiàn)直流電平移動。但電流源交流電阻大，在R1上的信號損失相對較小，從而保證信號的有效傳遞。同時，輸出端的直流電平并不高，實現(xiàn)了直流電平的合理移動。圖07.04 電流源電平移動電路二、零點漂移是三極管的工作點隨時間而逐漸偏離原有靜態(tài)值的現(xiàn)象。產(chǎn)生零點漂移的主要原因是溫度的影響，所以有