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文檔簡介

第2章三極管放大電路

本章首先介紹放大電路的基本概念及主要參數(shù);然后介紹共發(fā)射極基本放大電路和分壓偏置放大電路的分析方法,以及射極跟隨器的結(jié)構(gòu)、特點及應(yīng)用;最后介紹多級放大器的耦合方式及其特點。

知識目標(biāo)掌握三極管放大電路的組成及共射放大電路的工作原理。掌握靜態(tài)工作點的估算方法、穩(wěn)定方法。了解靜態(tài)工作點的圖解分析方法。熟悉射極跟隨器的電路結(jié)構(gòu)、基本特性及主要應(yīng)用。熟悉多級放大器的各種耦合方式的特點,了解動態(tài)分析方法。技能目標(biāo)掌握基本放大電路靜態(tài)工作點的調(diào)試方法。熟悉截止、飽和失真的波形,掌握消除失真的方法。了解射極跟隨器的測試方法。了解多級放大器的測試方法。2.1三極管放大電路的基本概念

若電子電路或設(shè)備具有把外界送給它的弱小電信號不失真地放大至所需數(shù)值并送給負載的能力,那么這個電路或設(shè)備就稱為放大器。

擴音機就是放大器的典型應(yīng)用,如圖2.1所示。

其話筒的作用是把聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號,經(jīng)擴音機對其放大后,送給揚聲器(喇叭),而揚聲器(喇叭)的作用與話筒正好相反,是把電信號又還原成了聲音信號。圖2.1擴音機結(jié)構(gòu)示意圖2.1.1放大器的基本概念、技術(shù)指標(biāo)1.放大器的分類

放大器按信號源所提供信號的幅度劃分,有小信號放大器和大信號放大器兩類;按工作頻率的高低劃分,有直流放大器、低頻放大器、中頻放大器、視頻放大器、高頻放大器等多類;按放大器的用途劃分,有電壓放大器、電流放大器和功率放大器3類。

2.放大器的方框圖

實際放大器的類型有各種各樣,但都可以用一個方框圖來表示,如圖2.2所示。其中US稱為信號源,它代表待放大的弱小電信號;RL稱為負載,它代表實際用電設(shè)備(如喇叭、顯像管等)。接信號源的端口叫做輸入端,接負載的端口叫做輸出端。圖2.2放大器的方框圖3.放大器的主要性能指標(biāo)

衡量放大器性能的幾個主要參數(shù)和指標(biāo)如下所述。(1)放大倍數(shù)。放大倍數(shù)是衡量放大器放大能力的一項技術(shù)指標(biāo),常用A表示。它是在輸出波形不失真的情況下輸出端電量與輸入端電量的比值。①電壓放大倍數(shù)Au。指放大器的輸出電壓有效值Uo與輸入電壓有效值Ui的比值,定義式為

電壓放大倍數(shù)在工程中常用對數(shù)形式來表示,稱為電壓增益,用字母A表示,單位為分貝(dB),定義式為 A

=

20lgAu(dB)②電流放大倍數(shù)Ai。指放大器的輸出電流有效值Io與輸入電流有效值Ii的比值,定義式為

電流放大倍數(shù)以對數(shù)形式來表示稱為電流增益,用字母A表示,單位為分貝(dB),定義式為 A

=

20lgAi

(dB)③功率放大倍數(shù)Ap。指放大器輸出功率Po與輸入功率Pi的比值,定義式為功率增益定義式為

A

=

10lgAp

(dB)(2)輸入電阻和輸出電阻。①輸入電阻Ri。指從放大器的輸入端向放大器看進去的等效電阻,如圖2.3左邊所示。如果把一個內(nèi)阻為RS的信號源US加到放大器的輸入端時,放大器就相當(dāng)于信號源的一個負載電阻,這個負載電阻也就是放大器的輸入電阻Ri。此時放大器向信號源吸取電流Ii,而放大器輸入端電壓為Ui,所以Ri越大的放大器,放大電路的輸入回路從信號源取用的信號電流Ii就越小,向信號源索取的電流越小。

②輸出電阻Ro。從放大器的輸出端向放大器看,整個放大器可以看成是一個等效電阻為Ro、等效電勢為Eo的電壓源,這個等效電源的內(nèi)阻Ro就是放大器的輸出電阻。如圖2.3右邊所示,定義式為

輸出電阻Ro越小,放大器帶負載能力越強,并且負載變化時對放大器影響小,所以放大器輸出電阻越小越好。圖2.3輸入電阻與輸出電阻2.1.2共發(fā)射極基本放大電路的組成1.電路組成

共發(fā)射極基本放大電路(固定偏置放大電路)的實物圖如圖2.4(a)所示,圖2.4(b)所示為對應(yīng)的電路原理圖。

在放大電路中,通常把輸入和輸出的公共端用“⊥”表示,且習(xí)慣上電源用簡化法的圖形符號,只標(biāo)出電源電壓的端點VCC,而電源的負極就接在公共端“⊥”上。(a)實物圖

(b)電路原理圖

圖2.4共發(fā)射極基本放大電路2.元件作用①三極管VT。采用NPN型硅三極管,是放大器的核心,實現(xiàn)電流放大作用。②直流電源+VCC。一是保證三極管工作在放大狀態(tài),即發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏;二是在受輸入信號控制的三極管作用下向負載提供能量。③基極偏置電阻Rb。電源電壓通過Rb向基極提供合適的偏置電流IB。Rb阻值一般為幾十千歐至幾百千歐。④集電極負載電阻Rc。一個作用是電源VCC通過Rc為集電極供電,另一個作用是將集電極電流的變化轉(zhuǎn)換成集—射極之間的電壓變化,即將放大了的集電極電流轉(zhuǎn)換為放大的電壓輸出。其阻值一般為幾千歐至幾十千歐。⑤耦合電容C1、C2。起“隔直通交”的作用。一方面可避免放大電路的輸入端與信號源之間、輸出端與負載之間直流電的互相影響,使三極管的靜態(tài)工作點不會因接入信號源和負載而發(fā)生變化;另一方面又要保證輸入和輸出的交流信號暢通地進行傳輸。通常C1和C2選用電解電容器,使用時注意正負極性,取值為幾微法到幾十微法。(3)放大電路的電壓、電流符號規(guī)定。放大電路沒有輸入交流信號時,三極管的各極電壓和電流都為直流。當(dāng)有交流信號輸入時,電路的電壓和電流是由直流成分和交流成分疊加而成的,為了便于區(qū)分不同的分量,通常有以下規(guī)定。①直流分量:用大寫字母和大寫下標(biāo)表示,如IB、IC、IE、UBE、UCE。②交流分量:用小寫字母和小寫下標(biāo)表示,如ib、ic、ie、ube、uce。③交直流疊加瞬時值:用小寫字母和大寫下標(biāo)表示,如iB、iC、iE、uBE、uCE。④交流有效值:用大寫字母和小寫下標(biāo)表示,如Ui、Uo。2.1.3共發(fā)射極放大電路的基本工作原理1.放大器的靜態(tài)工作點(1)什么是靜態(tài)工作點。靜態(tài)是指放大器無信號輸入時放大電路的直流工作狀態(tài)。靜態(tài)工作點是指在靜態(tài)情況下,電流電壓參數(shù)在三極管輸入、輸出特性曲線族上所確定的點,用Q表示,一般包括IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ。靜態(tài)工作點的設(shè)置是否合適,是放大器能否正常工作的重要條件。(2)靜態(tài)工作點對放大電路工作的影響。

按圖2.5所示連接電路,注意觀察電路中Rb分別為690k

、470k

、220k

情況下的輸出電壓波形,并測量其靜態(tài)工作點的數(shù)值。(建議采用仿真演示)圖2.5靜態(tài)工作點對放大電路的影響實驗現(xiàn)象當(dāng)電阻Rb為690k

、220k

時,輸出波形有失真。當(dāng)電阻Rb為470k

時,輸出波形無失真。

實驗數(shù)據(jù)及輸出波形如表2.1所示。RbIBQ/

AICQ/mAUCEQ/VUo/V波

形690k

101.64.21.25470k

182.32.31.7220k

353.60.21.6表2.1 實驗數(shù)據(jù)記錄表知識探究

實驗得出:當(dāng)Rb=690k

時,ICQ=1.6mA,該電路輸出波形有失真;當(dāng)Rb=220k

時,ICQ=3.6mA,電路輸出波形也有失真,這兩種情況說明靜態(tài)工作點不合適。只有Rb=470k

時,靜態(tài)工作點ICQ=2.3mA,不僅輸出波形無失真且放大倍數(shù)最大,說明此時靜態(tài)工作點是合適的。

通過仿真演示可以看出,靜態(tài)工作點對放大器的放大能力、輸出電壓波形都有影響。只有當(dāng)靜態(tài)工作點在放大區(qū)的合適位置時,三極管才能不失真地對信號進行放大。通常是調(diào)節(jié)偏置電阻Rb來調(diào)整三極管的靜態(tài)工作點。(3)靜態(tài)工作點Q的設(shè)置。若Rb(690k

)過大,IBQ會出現(xiàn)過小,也就是Q過低靠近截止區(qū)的情況,輸出波形就會出現(xiàn)正半周失真,如表2.1中(a)所示的情形,稱為截止失真。消除放大電路截止失真的方法是適當(dāng)降低偏置電阻Rb。

若Rb(220k

)過小,IBQ會出現(xiàn)過大,即Q過高靠近飽和區(qū)情況,輸出波形就會出現(xiàn)負半周失真,如表2.1中(c)圖所示的情形,稱為飽和失真。消除放大電路飽和失真的方法是適當(dāng)增大偏置電阻Rb。

當(dāng)Rb=470k

時,輸出波形正常,如表2.1中(b)圖所示的情形,此時工作點才是合適的。歸納

要使放大電路正常工作,必須使它具有合適的靜態(tài)工作點。

另外需要了解的是:即使靜態(tài)工作點Q合適,當(dāng)輸入信號幅度過大時,輸出波形正、負半周也會出現(xiàn)頂部、底部同時失真的情形,因此固定偏置放大電路一般在小信號下工作。2.放大器的工作原理

放大電路有交流信號輸入時的工作狀態(tài)叫做動態(tài)。

在共發(fā)射極基本放大電路(固定偏置放大電路)中,輸入弱小的交流信號通過電容Cl的耦合送到三極管的基極和發(fā)射極,相當(dāng)于基—射極間電壓uBE發(fā)生了變化,于是使三極管的基極電流iB發(fā)生變化,基極電流的變化放大

后集電極電流iC發(fā)生相應(yīng)的變化,集電極電流流過電阻RC,則RC上電壓也發(fā)生了變化,輸出電壓uCE=VCC?RCiC,所以集—射極間的電壓uCE的變化與iC變化情況正相反。uCE通過電容C2隔離了直流成分UCEQ,輸出的只是放大信號的交流成分uo。各部分變化情況如圖2.6所示。圖2.6放大器的電壓電流波形歸納

在共發(fā)射極基本放大電路中,輸出電壓uo與輸入信號電壓ui頻率相同,相位相反,幅度得到放大,故這種放大電路有電壓放大和電壓倒相的作用。2.2三極管放大電路的基本分析方法

為了了解放大器的基本性能,需要對放大電路進行分析,常用的分析方法有近似計算法、圖解法和微變等效電路法。本節(jié)將介紹近似計算法和圖解法。2.2.1畫直流通路和交流通路

1.畫直流通路的原則—電容開路

直流通路:指靜態(tài)時,放大電路直流電流通過的路徑。在直流情況下電容可視為開路,因此畫直流通路時把電容支路斷開即可。

圖2.8(a)所示為放大電路,圖2.8(b)所示為其直流通路。圖2.8基本放大電路的直流通路2.畫交流通路的原則—電源、電容短路

交流通路:指輸入交流信號時,放大電路交流信號流通的路徑。

由于容抗小的電容以及內(nèi)阻小的直流電源可視為對交流短路,因此畫交流通路時只需把容量較大的電容及直流電源簡化為一條短路線即可,如圖2.9所示。圖2.9基本放大電路的交流通路2.2.2靜態(tài)工作點的近似計算法1.靜態(tài)工作點的估算

所謂近似計算法就是在一定條件下,當(dāng)忽略次要因素后,用公式簡便地算出結(jié)果的方法。

靜態(tài)工作點可以根據(jù)放大器的直流通路來求得。設(shè)電路參數(shù)VCC、Rb、Rc已知,可列出下列方程:(2-9)

硅管的UBEQ約為0.7V,鍺管約為0.3V,VCC>>UBEQ時,則可將UBEQ略去來估算IBQ,即

根據(jù)三極管的電流放大特性可得

ICQ≈

IBQ

在集電極回路中可列方程

UCEQ=VCC?ICQRc(2-10)(2-11)(2-12)2.靜態(tài)工作點的練習(xí)【例2.1】如圖2.8(b)所示,已知VCC=12V,Rc=4k

,Rb=300k

,β=38,試求放大電路的靜態(tài)工作點。解:

ICQ

=

IBQ

=

1.5mAUCEQ

=

VCC?RcICQ

=

12?1.5×4

=

6V2.2.3交流參數(shù)的計算方法

交流參數(shù)可根據(jù)交流通路來求解。

1.交流參數(shù)

從圖2.9可看到,交流信號電壓Ui加在三極管的輸入端基極、發(fā)射極之間時,在基極上將產(chǎn)生相應(yīng)的基極變化電流ib,這反映了三極管本身具有一定的輸入電阻。2.交流參數(shù)的練習(xí)*2.2.4靜態(tài)工作點的圖解分析方法

三極管的輸入特性曲線反映了三極管輸入回路的電壓和電流的關(guān)系,輸出特性曲線反映了三極管輸出回路的電壓和電流的關(guān)系,因此,可以在輸入、輸出特性曲線上,直接用作圖的方法來分析放大電路的工作情況。這種方法就是通常所說的圖解法,其優(yōu)點是能直觀地了解靜態(tài)工作點設(shè)置與波形失真的關(guān)系。

現(xiàn)以圖2.10所示的共射放大電路為例,簡要介紹圖解分析的方法與步驟。圖2.10共射基本放大電路

圖解法分析步驟如下。①根據(jù)式(2-10)求出靜態(tài)工作點IBQ為②作直流負載線。在三極管的輸出特性曲線上作直流負載線的方法如下。

根據(jù)UCEQ=VCC?ICQRc在輸出曲線上畫直流負載線MN,它是一條直線,所以很容易找到兩個特殊的點:當(dāng)IC=0時,UCE=VCC=12V,即M(12,0);當(dāng)UCE=0時,IC=(VCC/Rc=3mA),即N(0,3)。連接M、N兩點得到直流負載線,如圖2.11所示。

圖2.11靜態(tài)分析圖③確定Q點。直流負載線與IBQ對應(yīng)的一條輸出特性曲線的交點即是靜態(tài)工作點Q,Q點所對應(yīng)的ICQ和UCEQ就是三極管的靜態(tài)電流和電壓。

由圖2.11可讀出:ICQ=1.5mA,UCEQ=6V。*2.2.5交流參數(shù)的圖解分析方法(動態(tài)分析)

電路及其參數(shù)如圖2.10所示。我們已經(jīng)知道輸入交流信號的情況下,交流參數(shù)包括電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。

下面用圖解法求解電壓放大倍數(shù)。①取基極電流的變化量為20

A,即ΔiB=20

A,對應(yīng)的ΔuBE=0.02V。②在輸出特性曲線上作出交流負載流。對交流信號來說,輸出耦合電容可視為短路,Rc與RL是并聯(lián)的,所以等效的交流負載電阻

作交流負載線的具體方法是:先畫一條斜率為1/的輔助線MH,即與橫軸相交于M=VCC=12V,iC=0),與縱軸相交于H(。然后平移輔助線MH使其通過Q點,即得到交流負載線,如圖2.12所示。圖2.12動態(tài)分析圖③在輸出特性曲線上,根據(jù)iB的變化量ΔiB=20

A,對應(yīng)的ΔuBE=0.02V和交流負載線確定其動態(tài)范圍。由圖2.12可見,ΔuCE=(7.5?6)V=1.5V。

由此可知電壓放大倍數(shù)為

2.2.6靜態(tài)工作點的穩(wěn)定問題1.放大器靜態(tài)工作點不穩(wěn)定的原因①溫度升高會使三極管的參數(shù)ICBO(或ICEO)增大,結(jié)果使集電極電流IC增大。②溫度升高會使三極管的參數(shù)

增加,即使IBQ不變,ICQ=

IBQ也增加。③溫度升高會使UBE減小,而

,則IC增大。④更換管子時,可能

會不同,也同樣會使工作點有較大的變化。2.分壓式偏置放大電路(1)電路組成。圖2.13所示的電路為共射分壓式偏置放大電路,其中圖(a)所示為共射分壓式偏置放大電路的實物圖,圖(b)所示為共射分壓式偏置放大電路原理圖。Rb1是上偏置電阻,Rb2是下偏置電阻,電源電壓VCC經(jīng)Rb1、Rb2串聯(lián)分壓后為三極管基極提供UB。Rb1一般取幾十千歐,Rb2一般取十幾千歐;Re是發(fā)射極電阻,起到穩(wěn)定靜態(tài)電流IE(IC)的作用;與Re并聯(lián)的旁路電容Ce的作用是提供交流信號的通道,減少信號的損耗,使放大器的交流信號放大能力不致因Re而降低,Ce的取值一般為50~100

F。(a)實物圖

(b)電路原理圖

圖2.13共射分壓式偏置放大電路(2)穩(wěn)定條件。 I2>>IBQ

(2-17) UB>>UBEQ

(2-18)

在實際應(yīng)用中,硅管一般取I2=(5~10)IB,UB=(5~10)UBE

=

3~5V;鍺管一般取I2=(5~10)IB,UB

=

(5~10)UBE=1~3V。

(3)穩(wěn)定靜態(tài)工作點的原理。下面通過仿真演示來證明分壓式偏置放大電路具有穩(wěn)定靜態(tài)工作點的作用。

按圖2.14所示連接電路,觀察電路更換三極管(

不同)前后的靜態(tài)工作點的情況。同時按圖2.5所示(固定偏置放大電路)連接電路,觀察電路更換三極管(

不同)前后靜態(tài)工作點的情況。比較兩電路的結(jié)果。(建議采用仿真演示)圖2.14分壓式偏置放大電路仿真圖實驗現(xiàn)象分壓式偏置放大電路:第1只管子為ICQ1,輸出波形正常;第2只管子ICQ2=ICQ1,輸出波形正常。固定偏置放大電路:第1只管子為ICQ1,輸出波形正常;第2只管子ICQ2≠ICQ1,輸出波形失真。知識探究

在前面放大器靜態(tài)工作點不穩(wěn)定的原因中談到,溫度變化時,不管

、ICBO、UBE哪個因素變化,最終結(jié)果都是反映在工作點ICQ的變化上。所以只要能穩(wěn)住ICQ,也就穩(wěn)住了靜態(tài)工作點。

實驗表明:固定偏置放大電路更換不同

值的管子后,靜態(tài)工作點變了,致使電壓輸出波形出現(xiàn)失真;分壓式偏置放大電路更換不同

值的管子后,靜態(tài)工作點不變(穩(wěn)定),輸出波形正常。

由圖2.13(b)可見,當(dāng)溫度升高時,ICQ將增大,則IEQ流經(jīng)Re產(chǎn)生的電壓UEQ隨之增加,又因UBQ是一個穩(wěn)定值,因而UBEQ=UBQ-UEQ將減小。根據(jù)三極管的電流控制作用,基極電流IBQ減小,ICQ亦必然減小,使工作點恢復(fù)到原有狀態(tài)。這就是穩(wěn)定靜態(tài)工作點的原理。上述穩(wěn)定工作點的過程可表示為T(溫度)↑(或

↑)→ICQ↑→IEQ↑→UEQ↑→UBEQ↓→IBQ↓ICQ↓

事實上,電路中的發(fā)射極電阻Re產(chǎn)生了直流負反饋,起到了穩(wěn)定靜態(tài)工作點的作用。歸納

分壓偏置放大電路具有自動調(diào)整功能,當(dāng)ICQ要增加時,電路不讓其增加;當(dāng)ICQ要減小時,電路不讓其減小,從而迫使ICQ穩(wěn)定。所以該電路具有穩(wěn)定靜態(tài)工作點的作用。

(4)電路參數(shù)的估算。①靜態(tài)工作點的估算。根據(jù)畫直流通路的原則,分壓式偏置放大電路的直流通路如圖2.15所示。在I2>>IBQ、UB>>UBEQ條件下,可得到

可見,UBQ只取決于VCC、Rb1、Rb2,而與其他因素(溫度、

)無關(guān),只要這幾個參數(shù)穩(wěn)定,UBQ就穩(wěn)定不變。圖2.15分壓式偏置放大電路的直流通路

②交流參數(shù)的估算。根據(jù)畫交流通路的原則,分壓式偏置放大電路的交流通路如圖2.16所示。與固定偏置電路相比,兩者交流通路基本相同,只是分壓式偏置電路用Rb1∥Rb2代替了固定偏置電路中的Rb,所以估算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的方法與固定偏置電路相同。

圖2.16分壓式偏置放大電路的交流通路Ri

=

rbe//Rb1//Rb2Ri

=

rbe//Rb1//Rb22.3射極跟隨器2.3.1電路組成

射極跟隨器又稱為射極輸出器,是一種共集電極組態(tài)的放大電路,用途非常廣泛。

射極輸出器的實物連接圖如圖2.18(a)所示,圖2.18(b)所示為電路原理圖。

其電路結(jié)構(gòu)的特點是集電極直接接直流電源,輸出信號Uo由發(fā)射極電阻Re兩端引出,故稱射極輸出器;交流信號的輸入、輸出均以集電極為公共端,因而又稱共集電極放大電路。(a)實物圖

(b)電路原理圖

圖2.18射極輸出器的電路結(jié)構(gòu)2.3.2電路工作特性1.電壓放大倍數(shù)

分析射極輸出器輸入、輸出關(guān)系可知: Uo=Ui-Ube(Ube很小,予以忽略) Uo≈Ui Au=Uo/Ui≈1

由此可知,射極輸出器輸入輸出關(guān)系有以下兩個特性。①Au>0,說明射極輸出器的輸出電壓和輸入電壓同相位,故又稱射極輸出器為射極跟隨器。②Au≈1,但略小于1,其輸出電壓和輸入電壓幅度近似相等,故射極輸出器無電壓放大能力。2.輸入電阻高

在圖2.18中,如果將射極電阻Re折合到基極回路時,即認為流過它的電流也是基極電流,那么,折合過來的電阻應(yīng)是Re的(1+

)倍。因此,射極輸出器的輸入電阻Ri為Ri約等于數(shù)十千歐至數(shù)百千歐。與共射放大器比較,射極輸出器的輸入電阻比較高。

()

3.輸出電阻低

射極輸出器的輸出電壓相當(dāng)穩(wěn)定,即具有恒壓輸出特性,因此輸出電阻很小。輸出電阻的估算式為

一般只有幾十歐,所以它帶負載能力強。

2.3.3射極跟隨器的用途

射極輸出器應(yīng)用廣泛,雖然它沒有電壓放大作用,但電流放大作用仍然存在,并且具有射極跟隨性及輸入電阻很高、輸出電阻很低的特點。因為輸入電阻高,取用信號源的電流小,在用于電子測量電路時,可以提高測量儀表的精度。

由于輸出電阻低,帶負載的能力強,所以在負載電阻較小時,可以向負載輸出較大的功率。

在作中間級時,其高輸入阻抗對前級影響甚小,而對后級因輸出電阻低,又有射極跟隨性,在與輸入電阻不高的共射放大電路配合時,既可保證輸入的相位不變,又可起到阻抗變換的作用,從而可以提高多級放大器的放大能力。知識拓展——3種組態(tài)的比較

共射、共集及共基為放大電路的3種基本組態(tài)。

共射電路的電壓放大倍數(shù)比較大,因而應(yīng)用廣泛。但在高頻情況下,要求穩(wěn)定性較好時,共基電路比較合適。

共集電路的獨特優(yōu)點是輸入電阻很高、輸出電阻很低,多用于輸入級、輸出級或中間級(亦稱緩沖級)。2.4多級放大器

如果一個電路中包含兩個或兩個以上單級放大電路,就稱這種電路為多級放大電路。

圖2.19所示為多級放大電路的方框圖。在多級放大電路中,與信號源相接的叫首級或第一級,與負載相接的叫末級或最后一級,其余各級統(tǒng)稱為中間級。

圖2.19多級放大器的方框圖2.4.1耦合方式及特點1.多級放大器的耦合方式

多級放大電路中每個單管放大電路稱為“級”,多級放大電路是由兩個或兩個以上的單級放大電路組成,級與級之間的連接方式叫做耦合。

常用的耦合方式有阻容耦合、變壓器耦合、直接耦合等。

為確保多級放大器能正常工作,級間耦合必須滿足以下兩個基本要求。①必須保證前級輸出信號能順利地傳輸?shù)胶蠹墸⒈M可能地減小功率損耗和波形失真。②耦合電路對前、后級放大電路的靜態(tài)工作點沒有影響。2.多級放大器的耦合方式及特點(1)阻容耦合。圖2.20(a)所示放大器為阻容耦合方式。級與級之間通過前級的輸出耦合電容C和后級的輸入電阻連接起來,故稱為阻容耦合方式。優(yōu)點:第一,因為耦合電容有隔直流作用,所以各級靜態(tài)工作點彼此獨立,互不影響,這使電路的設(shè)計和調(diào)整十分方便;第二,在信號頻率已知的前提下,選用容量較大的電容進行耦合,因為電容上交流信號損失很小,所以傳輸效率較高。缺點:不能放大直流信號和頻率很低的信號。

阻容耦合方式常用于交流放大電路中。(2)直接耦合。圖2.20(b)所示放大器為直接耦合方式,級與級之間沒有隔直耦合電容或變壓器,而是通過導(dǎo)線連接起來,故稱為直接耦合方式。優(yōu)點:第一,可以放大低頻、中頻、高頻各種頻率的信號;第二,易于集成化。缺點:各級靜態(tài)工作點互相影響。

直接耦合方式常用于集成電路中。(3)變壓器耦合。圖2.20(c)所示放大器為變壓器耦合方式,級與級之間通過變壓器連接,故稱為變壓器耦合方式。優(yōu)點:第一,因為變壓器只能傳遞交流信號不能傳遞直流信號,所以各級靜態(tài)工作點也是彼此獨立的;第二,因為變壓器具有阻抗變換作用,能使放大器獲得最大功率輸出。缺點:不能放大直流信號和頻率很低的信號;體積大,重量大,不易

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