模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)李第3章多級放大電路

1、第三章 多級放大電路3.1 多級放大電路的耦合方式3.2 多級放大電路的動態(tài)分析3.3 差分放大電路3.4 互補輸出級3.5 直接耦合多級放大電路讀圖第一級 第二級 第n級 耦合 多級放大器第3章 多級放大電路輸入 輸出 放大器 為什么需要多級放大電路？ 一級放大器放大倍數(shù)不夠，需要多級級聯(lián)； 放大倍數(shù)滿足要求，輸入電阻或輸出電阻不滿足要求，也需要級聯(lián)。怎樣級聯(lián)？ 多級放大器性能指標如何計算？耦合方式？ 多級放大器級與級之間、信號源與放大器之間、放大器與負載之間的連接方式，或者說信號傳輸方式。 第一級第二級 第n級 耦合 多級放大器輸入 輸出常用的耦合方式：直接耦合電容耦合（阻容耦合）變壓器耦

2、合光電耦合等 第3章 多級放大電路既是第一級的集電極電阻，又是第二級的基極電阻存在零點漂移現(xiàn)象：輸入為零，輸出產(chǎn)生變化的現(xiàn)象稱為零點漂移 。 當輸入信號為零時，前級由溫度變化所引起的電流、電位的變化會逐級放大。第二級第一級直接連接 求解Q點時應按各回路列多元一次方程，然后解方程組。1、直接耦合直接耦合是通過導線直接將后級電路與前級相連接。3.1 多級放大電路的耦合方式考察工作點： Q1合適嗎？第1級靠近飽和區(qū)如何改進？1、直接耦合3.1 多級放大電路的耦合方式 產(chǎn)生零漂的主要原因是環(huán)境溫度的變化，此時零漂又叫溫漂。當零漂幅度很大時，可能引起失真。通常第一級產(chǎn)生的零點漂移危害最大，克服的有效方法

3、是第一級采用差動放大器。1、直接耦合3.1 多級放大電路的耦合方式 不僅能放大快變的交流信號，還能放大緩變信號或直流信號；優(yōu)點：缺點： 各級靜態(tài)工作點Q不再相互獨立，分析、設(shè)計和調(diào)試困難；前后級的直流電平需匹配； 存在著嚴重的“零點漂移”現(xiàn)象。2、電容耦合 Q點相互獨立，設(shè)計、調(diào)試簡單易行；優(yōu)點：缺點： 集成電路中通常不采用電容耦合，電容耦合在分離元件電路中得到廣泛的應用。3.1 多級放大電路的耦合方式 利用電容連接信號源與放大電路、放大電路的前后級、放大電路與負載，為電容耦合。不能放大變化緩慢的信號，低頻特性差，不易集成化。3、變壓器耦合優(yōu)點： 各級靜態(tài)工作點Q也相互獨立、互不影響；可通過阻

4、抗變換達到功率匹配。3.1 多級放大電路的耦合方式 理想變壓器情況下，負載上獲得的功率等于原邊消耗的功率。從變壓器原邊看到的等效電阻缺點： 不能放大變化緩慢的信號，低頻特性差，不易集成化。 光電耦合是以光信號為媒介來實現(xiàn)電信號的耦合和傳遞的，因其抗干擾能力強而得到越來越廣泛的應用。4、光電耦合光電耦合器是將發(fā)光元件（發(fā)光二極管）與光敏元件（光電三極管）相互絕緣地組合在一起。3.1 多級放大電路的耦合方式 發(fā)光元件為輸入回路，它將電能轉(zhuǎn)化成光能；光敏元件為輸出回路，它將光能再轉(zhuǎn)換成電能。特點: 輸入與輸出電路的電氣隔離，可有效地抑制電干擾。在輸出回路常采用復合管（也稱達林頓管）形式以增大放大倍數(shù)

5、。4、光電耦合3.1 多級放大電路的耦合方式后級放大器的輸入電阻是前級放大器的負載，而前級放大器的輸出電路是后級放大器的信號源。3.2 多級放大電路的動態(tài)分析分析要點: Ro1+-vo1Ri1+-vi+-+-vsRsRon+-voRinRLA1Ro2+-vo2Ri2+-A2AniiRiRo+-vo(n-1)+-多級放大器 多級放大器電壓放大倍數(shù)是在考慮了級與級之間負載效應后各級放大器電壓放大倍數(shù)的乘積。1）電壓放大倍數(shù)AuRo1+-vo1Ri1+-vi+-+-vsRsRo2+-vo2Ri2+-Ron+-voRin+-+-vo(n-1)RLA1A2AniiRiRo3.2 多級放大電路的動態(tài)分析2

6、） 輸入電阻Ri但在計算Ri1 時，要把后一級的輸入電阻作為第一級的負載電阻來考慮。即 多級放大器的輸入電阻為第一級放大器的輸入電阻;Ro1+-vo1Ri1+-vi+-+-vsRsRo2+-vo2Ri2+-Ron+-voRin+-+-vo(n-1)RLA1A2AniiRiRo3.2 多級放大電路的動態(tài)分析 多級放大器的輸出電阻Ro就是最末級放大器的輸出電阻 Ron。 但在計算Ron時要把前一級的輸出電阻作為它的信號源內(nèi)阻來考慮。即3） 輸出電阻RoRo1+-vo1Ri1+-vi+-+-vsRsRo2+-vo2Ri2+-Ron+-voRin+-+-vo(n-1)RLA1A2AniiRiRo3.2

7、 多級放大電路的動態(tài)分析分析舉例：3.2 多級放大電路的動態(tài)分析討論一 失真分析：由NPN型管組成的兩級共射放大電路共射放大電路共射放大電路飽和失真？截止失真？ 首先確定在哪一級出現(xiàn)了失真，再判斷是什么失真。 比較Uom1和Uim2，則可判斷在輸入信號逐漸增大時哪一級首先出現(xiàn)失真。 在前級均未出現(xiàn)失真的情況下，多級放大電路的最大不失真電壓等于輸出級的最大不失真電壓。3.2 多級放大電路的動態(tài)分析討論二：放大電路的選用1. 按下列要求組成兩級放大電路： Ri12k，Au 的數(shù)值3000； Ri 10M，Au的數(shù)值300； Ri100200k，Au的數(shù)值150； Ri 10M ，Au的數(shù)值10，R

8、o100。共射、共射2. 若測得三個單管放大電路的輸入電阻、輸出電阻和空載電壓放大倍數(shù)，則如何求解它們連接后的三級放大電路的電壓放大倍數(shù)？注意級聯(lián)時兩級的相互影響！共源、共射共集、共射共源、共集。3.2 多級放大電路的動態(tài)分析Ro1+-uo1Ri1+-ui+-+-usRsRo2+-uo2Ri2+-Ro3+-uoRi3+-RLA1A2AniiRiRo3.2 多級放大電路的動態(tài)分析寫出三級放大器源電壓增益的一般表達式：例：為提高放大電路信號電壓的利用率和帶負載的能力，多級放大電路的第一級和最末級常采用共集電路。下圖是CCCECC三級直接耦合放大器。已知BJT的 求：該放大器的Au、Ri、Ro3.2

9、 多級放大電路的動態(tài)分析解：在交流分析時，因二極管動態(tài)電阻很小，可視為短路，交流通路如圖：2）輸出電阻Ro1）輸入電阻Ri3.2 多級放大電路的動態(tài)分析3）電壓放大倍數(shù)Au3.2 多級放大電路的動態(tài)分析BJT組合放大器(補充、了解)BJT組合放大器是一些常用的雙管級聯(lián)放大器。目的: 并不是為了提高電壓放大倍數(shù)，而是為了改善放大器的其它性能指標，如展寬放大器的頻率范圍，防止自激等。3.2 多級放大電路的動態(tài)分析本頁以后的內(nèi)容了解（補充)1）共射共基（CE-CB）組合（教材P128）直流通路：T2T1REVCCR1RCR2R3T2+-T1voRsREVCCRLC1+-vi+-vsCBCER1RCR

10、2R3C2如何求工作點？VB1VE1VB2IE1IE2IC2VE2VC1VC23.2 多級放大電路的動態(tài)分析交流通路：T2+-T1voRsREVCCRLC1+-vi+-vsCBCER1RCR2R3C2T1+-viT2R3RCRs+-vsR2+-voRL1）共射共基（CE-CB）組合（教材P128）3.2 多級放大電路的動態(tài)分析輸入電阻 Ri輸出電阻 Ro電壓放大倍數(shù)Av其中第二級共基放大器的輸入電阻 T1+-viT2R3RCRs+-vsR2+-voRLRiRoRi21）共射共基（CE-CB）組合（教材P128）3.2 多級放大電路的動態(tài)分析其中若兩管的小信號參數(shù)相同，則可見：但是，第一級CE放

11、大器負載電阻的減小可以使高端截止頻率大大提高，從而展寬了放大器的通頻帶。這種組合作為高頻放大器時穩(wěn)定性好，不易自激。Av與單級CE放大器相同，主要是第二級CB放大器貢獻的。1）共射共基（CE-CB）組合（教材P128）3.2 多級放大電路的動態(tài)分析2）共集共基（CC-CB）組合(教材P129)交流通路輸入電阻Ri+-viT2RBRCT1Rs+-vsRE+-voRLRiRi23.2 多級放大電路的動態(tài)分析輸出電阻Ro電壓放大倍數(shù)Av 若兩管小信號參數(shù)相同，通常則有：Ro+-viT2RBRCT1Rs+-vsRE+-voRLRi22）共集共基（CC-CB）組合(教材P129)3.2 多級放大電路的動態(tài)分析電壓放大倍數(shù)Av