模拟电子技术基础 第10讲 多级放大电路的耦合方式及分析方法

1、第十讲第十讲 多级放大电路的耦合多级放大电路的耦合 方式及分析方法方式及分析方法 第十讲第十讲 多级放大电路的耦合多级放大电路的耦合 方式及分析方法方式及分析方法 一、多级放大电路的耦合方式 二、多级放大电路的动态分析 一、耦合方式 当单级放大电路不能满足多方面的性能要求当单级放大电路不能满足多方面的性能要求 （如（如Au104、Ri=2M、 Ro=100）时，应考）时，应考 虑采用多级放大电路。组成多级放大电路时首虑采用多级放大电路。组成多级放大电路时首 先应考虑如何先应考虑如何“连接连接”几个单级放大电路，耦几个单级放大电路，耦 合方式即连接方式。合方式即连接方式。 常见耦合方式有：直接耦

2、合、阻容耦合、变常见耦合方式有：直接耦合、阻容耦合、变 压器耦合、光电耦合等。压器耦合、光电耦合等。 1. 直接耦合直接耦合既是第一级的集电极电阻，既是第一级的集电极电阻， 又是第二级的基极电阻又是第二级的基极电阻 能够放大变化缓慢的信号，能够放大变化缓慢的信号， 无电容，便于集成化，无电容，便于集成化， 前前 后级后级Q点相互影响，点相互影响，存在零存在零 点漂移现象。点漂移现象。 当输入信号为零时，前级由温度变化所引起的电流、当输入信号为零时，前级由温度变化所引起的电流、 电位的变化会逐级放大。电位的变化会逐级放大。 输入为零，输出输入为零，输出 产生变化的现象产生变化的现象 称为零点漂移

3、称为零点漂移 第二级第二级第一级第一级 如何设置合适的静态工作点？如何设置合适的静态工作点？ 用什么元件取代用什么元件取代Re既可设置合适的既可设置合适的Q点，又可使第点，又可使第 二级放大倍数不至于下降太大？二级放大倍数不至于下降太大？ Re 如何设置合适的静态工作点？如何设置合适的静态工作点？ UCEQ1太小太小加加Re（Au2数值数值）改用改用D若要若要UCEQ1大大 ，则改用，则改用DZ。 稳压管稳压管 伏安特性伏安特性 小功率管多为小功率管多为5mA 由最大功耗得出由最大功耗得出 rzu /i，小功率管多为几欧至二十几欧。，小功率管多为几欧至二十几欧。 NPN型管和型管和PNP型管混

4、合使用型管混合使用 问题的提出：问题的提出： 在用在用NPN型管组成型管组成N级级 共射放大电路，由于共射放大电路，由于 UCQi UBQi，所以，所以 UCQi UCQ(i-1） ）（ （i=1N），）， 以致于后级集电极电位以致于后级集电极电位 接近电源电压，接近电源电压，Q点不合点不合 适。适。 UCQ1 （ UBQ2 ） UBQ1 UCQ2 UCQ1 2.2.阻容耦合阻容耦合 各级各级Q点相互独立，无零漂问题点相互独立，无零漂问题。不能放大变化。不能放大变化 缓慢的信号，低频特性差，不能集成化。缓慢的信号，低频特性差，不能集成化。 共射电路共射电路共集电路共集电路 利用电容连接信号利用

5、电容连接信号 源与放大电路、放大源与放大电路、放大 电路的前后级、放大电路的前后级、放大 电路与负载，为阻容电路与负载，为阻容 耦合。耦合。 3.3.变压器耦合变压器耦合 L 2 L 2 c21 RIRIPP l ， 从变压器原从变压器原 边看到的等边看到的等 效电阻效电阻 可能是实际的负载，也可能是实际的负载，也 可能是下级放大电路可能是下级放大电路 理想变压器情理想变压器情 况下，负载上获况下，负载上获 得的功率等于原得的功率等于原 边消耗的功率。边消耗的功率。 实现阻抗变换 L 2 2 1 L 2 c 2 L )(R N N R I I R l 二、多级放大电路的动态分析二、多级放大电路

6、的动态分析 1.1.电压放大倍数电压放大倍数 n j uj n u A U U U U U U U U A 1 i o i2 o2 i o1 i o 2. 输入电阻输入电阻 i1i RR 3. 输出电阻输出电阻 n RR oo 对电压放大电路的要求：对电压放大电路的要求：Ri大，大， Ro小，小，Au的数值大，最的数值大，最 大不失真输出电压大。大不失真输出电压大。 前级的输出阻抗是后级的信号前级的输出阻抗是后级的信号 源阻抗源阻抗 后级的输入阻抗是前级的负载后级的输入阻抗是前级的负载 分析举例分析举例 1. 静态分析静态分析 T1和和T2分别单独进行静态分析分别单独进行静态分析 )(1 (

7、L62be5i2 RRrRR 21 6 6 2 1 3 1 )(1 ( )(1 ( )( uuu u u AAA RRr RR A r RR A Lbe2 L be i2 ) ) be121i rRRR 1 be253 6o rRR RR 注意：在算前级放大倍注意：在算前级放大倍 数时，要把后级的输入数时，要把后级的输入 阻抗作为前级的负载！阻抗作为前级的负载！ 2. 动态分析动态分析 例例1 1： UCC=12V，RB1=30k， RB2=15k， RC1=3k， RE1=3k， RB1=20k， RB2=10k， RE2=2k， RL=5k，1= 2=50， UBE1=UBE2=0.7V

8、（1）各级电路的静态工作点）各级电路的静态工作点 （2）各级电路的电压放大倍）各级电路的电压放大倍 数数Au1、Au2和总放大倍和总放大倍 数数Au （3）各级电路的输入电阻和）各级电路的输入电阻和 输出电阻输出电阻 + + RE1 B2 R B1 R c1 R C1 C2 V1 o u _ L UCC C3 R CE1 B2 R B1 R C2 R V2 RE1CE2 ui + _ （1 1）各级电路的静态工作点）各级电路的静态工作点 C2 CE1 ui + _ C1 E1 CE2 + RE1 B2 R B1 R c1 R V1 UCC B2 R B1 R C2R V2 R 15k 30k

9、3k 3k 10k 20k 2.5k 2k o LR + u _ C3 5k 12 12 4 CC BB BB U URV RR 11 11 1 1.1 BBE CE E UU IImA R 111 ()5.4 CECCCCE UUIRRV 22 12 4 CC BB BB U URV RR 22 22 2 1.65 BBE CE E UU II R mA 2222 () 4.62 CECCCCE UUIRR V 画直流通路画直流通路各级工作点可独立计算各级工作点可独立计算 （2 2）微变等效电路）微变等效电路 C2 CE1 ui + _ C1 E1 CE2RE1 B2 R B1 R c1 R

10、 V1 +UCC B2 R B1 RC2R V2 R o LR + u _ C3 RB1RB2rbe1 ib1 RC1RB1 RB2RC2 RL rbe2 ib2 ui + _ uo1 + _ uo + _ 由交流通路画出由交流通路画出 微变等效电路微变等效电路 RB1RB2rbe1 ib1 RC1RB1 RB2RC2 RL rbe2 ib2 ui + _ uo1 + _ uo + _ 1 1 26 300(1)1.5 be E rk I 2 2 26 300(1)1.1 be E rk I 2122 /0.84 iBBbe rRRrk 112 /0.72 LCi RRr 22 /1.67 L

11、CL RRRk 11 1 1 24 L u be R A r 22 2 2 76 L u be R A r 22 1824 uuu AAA （3）求电压增益）求电压增益 RB1RB2rbe1 ib1 RC1RB1 RB2RC2 RL rbe2 ib2 ui + _ uo1 + _ uo + _ 1121 /1.3 iBBbe rRRrk 22 2.5 oC rRk （4）求输入和输出阻抗）求输入和输出阻抗 讨论一讨论一 失真分析：由失真分析：由NPN型管组成的两级共射放大电路型管组成的两级共射放大电路 共射放共射放 大电路大电路 共射放共射放 大电路大电路 i u o u 饱和失真？截止失真？饱和失真？截止失真？ 首先确定在哪一级出现了失真，再判断是什么失真。首先确定在哪一级出现了失真，再判断是什么失真。 比较比较Uom1和和Uim2，则可判断在输入信号逐渐增大时，则可判断在输入信号逐渐增大时 哪一级首先出现失真。哪一级首先出现失真。 在前级均未出现失真的情况下，多级放大电路的最在前级均未出现失真的情况下，多级放大电路的最 大不失真电压等于输出级的最大不失真电压。大不失真电压等于输出级的最大不失真电压。 讨论二讨论二