第三章晶體三極管放大電路基礎(chǔ)

第三章

BJT放大電路3.4多級放大電路

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(biāo)如何計(jì)算？1.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(fù)載之間的連接方式，或者說信號傳輸方式。常用的耦合方式：

直接耦合電容耦合（阻容耦合） 變壓器耦合 光電耦合(1)直接耦合

直接耦合是通過導(dǎo)線直接將后級電路與前級相連接，如圖3.33所示。圖3.33直接耦合放大器優(yōu)點(diǎn)：

1)直接耦合放大器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。

2)便于集成。缺點(diǎn)：

1)各級靜態(tài)工作點(diǎn)Q不再相互獨(dú)立，分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試?yán)щy。

2)前后級的直流電平需匹配。

3)存在著嚴(yán)重的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象，克服的有效方法是第一級采用差動(dòng)放大器。(2)電容耦合圖3.31電容耦合放大器

優(yōu)點(diǎn)：各級靜態(tài)工作點(diǎn)Q相互獨(dú)立、互不影響，設(shè)計(jì)、計(jì)算、調(diào)試方便。

缺點(diǎn)：不能放大直流或緩變的信號。集成電路中通常不采用電容耦合。(3)變壓器耦合圖3.32變壓器耦合放大器

優(yōu)點(diǎn)：

各級靜態(tài)工作點(diǎn)Q也相互獨(dú)立、互不影響；可通過阻抗變換達(dá)到功率匹配。缺點(diǎn)：

不能放大直流或緩變信號；只能用于分立元件電路。（4）光電耦合

光電耦合是以光信號為媒介來實(shí)現(xiàn)電信號的耦合和傳遞的，因其抗干擾能力強(qiáng)而得到越來越廣泛的應(yīng)用。

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，如圖3.34（a）所示。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。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(fù)合管（也稱達(dá)林頓管）形式以增大放大倍數(shù)。圖3.34光電耦合器及其傳輸特性

圖3.35光電耦合放大電路2.多級放大器性能指標(biāo)的計(jì)算

后級放大器的輸入電阻是前級放大器的負(fù)載，而后級放大器的輸出電路是后級放大器的信號源。圖3.36多級放大器的通用模型（1）電壓放大倍數(shù)

上式表明，多級放大器電壓放大倍數(shù)是在考慮了級與級之間負(fù)載效應(yīng)后各級放大器電壓放大倍數(shù)的乘積。（3－38）（2）輸入電阻

多級放大器的輸入電阻Ri就是第一級放大器的輸入電阻Ri1。

但在計(jì)算Ri1

時(shí)要把后一級的輸入電阻作為第一級的負(fù)載電阻來考慮。即（3.39）(3)輸出電阻

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(jì)算Ron時(shí)要把前一級的輸出電阻作為它的信號源內(nèi)阻來考慮。即

（3.40）3.BJT組合放大器BJT組合放大器是一些常用的雙管級聯(lián)放大器，但這些級聯(lián)放大器的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(biāo):

展寬放大器的頻率范圍防止自激等。本節(jié)主要討論三個(gè)BJT雙管組合電路中頻段交流指標(biāo)的計(jì)算。(1)共射—共基（CE-CB）組合放大電路圖3.37CE-CB組合放大器及其交流通路1)輸入電阻（3.41）2)輸出電阻Ro=RC（3.42）3)電壓放大倍數(shù)

（3.43）其中第二級共基放大器的輸入電阻

若兩管的小信號參數(shù)相同，則（3.44）

上式表明:CE-CB組合放大電路的電壓放大倍數(shù)與單級CE放大器相同。

從第五章可知，它展寬了通頻帶，穩(wěn)定性好，不易自激。(2)共集—共基（CC-CB）組合放大電路

圖3.38CC-CB組合放大電路及其交流通路1)輸入電阻

（3.45）其中2)輸出電阻（3.46）3)電壓放大倍數(shù)

（3.47）若兩管小信號參數(shù)相同，通常則（3.48）上式表明:CC-CB組合放大電路的電壓放大倍數(shù)只是單管CE放大器的一半；但由于CC和CB組態(tài)的高頻性能都優(yōu)于CE狀態(tài)。所以，它們的組合放大電路的高頻特性會比CE放大器好。（3）共集－共射（CC-CE）組合放大電路大的輸入電阻－提高源電壓增益小的輸出電阻－減小時(shí)間常數(shù)－擴(kuò)展通頻帶（4）共射－共集（CE－CC）組合放大電路1）輸入電阻（3.49）其中2）輸出電阻（3.50）其中3）電壓放大倍數(shù)其中

。（3.51）例3.6

為提高放大電路信號電壓的利用率和帶負(fù)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。圖3.41是CC－CE－CC三級直接耦合放大器。已知BJT的解：為了保證輸入和輸出端的直流電位為零，電路采用了正、負(fù)電源，并且穩(wěn)壓管和二極管分別墊高T2、T3管的射極電位，而在交流分析時(shí)，因其動(dòng)態(tài)電阻很小，可視為短路。1）輸入電阻2）輸出電阻3）電壓放大倍數(shù)3.5小結(jié)放大器組成框圖：信號源；放大器；負(fù)載放大器的四種類型及模型：電壓放大器；電流放大器；互阻放大器；跨導(dǎo)放大器單級放大電路的基本組態(tài)：

CE;CB;CC直流通路（偏置電路）與交流通路直流等效電路與交流等效電路靜態(tài)工作點(diǎn)；直流負(fù)載線；交流負(fù)載線；動(dòng)