第9讲多级放大电路

1、第9讲 多级放大电路2.8多级放大电路多级放大电路2.8.1多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式三种耦合方式三种耦合方式阻容耦合阻容耦合直接耦合直接耦合变压器耦合变压器耦合一、阻容耦合一、阻容耦合图图 2.8.1阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路C1RC1Rb1+VCCC2RL+VT1+ iUoU+Rc2Rb2C3VT2+第第 一一 级级第第 二二 级级优点：优点：(1) (1) 前、后级直流电路互不相通，静态工作点相前、后级直流电路互不相通，静态工作点相互独立；互独立；(2) (2) 选择足够大电容，可以做到前一级输出信号选择足够大电容，可以做到前一级输出信号几乎不衰减地加到后一级输入

2、端，使信号得到充分利几乎不衰减地加到后一级输入端，使信号得到充分利用。用。不足：不足： (1) (1) 不适合传送缓慢变化的信号；不适合传送缓慢变化的信号；(2) (2) 无法实现线性集成电路。无法实现线性集成电路。二、变压器耦合二、变压器耦合选择恰当的变比，可在负载上得到尽可能大的输出选择恰当的变比，可在负载上得到尽可能大的输出功率。功率。图图 2.8.8变压器耦合放大电路变压器耦合放大电路第 二 级第 二 级VT2、VT3组组成推挽式放大成推挽式放大电路，信号正电路，信号正负半周负半周 VT2、VT3 轮流导电。轮流导电。变压器耦合阻抗变换变压器耦合阻抗变换L2L2c21RIRIPPl，从

3、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L221L2c2L)(RNNRIIRl优点：优点：( (1) ) 能实现阻抗变换；能实现阻抗变换；( (2) ) 静态工作点互相独立。静态工作点互相独立。缺点：缺点：( (1) ) 变压器笨重；变压器笨重；( (2) ) 无法集成化；无法集成化；( (3) ) 直流和缓慢变化信号不能通过变压器。直流和缓慢变化信号不能通过变压器。三、直接耦合三、直接

4、耦合Rc1Rb1+VCC+VT1+ iUOURc2Rb2VT2图图 2.8.2两个单管放大电路简单的直接耦合两个单管放大电路简单的直接耦合特点：特点：( (1) ) 可以放大交流和可以放大交流和缓慢变化及直流信号；缓慢变化及直流信号；( (2) ) 便于集成化。便于集成化。( (3) )各级静态工作点互相影各级静态工作点互相影响；基极和集电极电位会随着响；基极和集电极电位会随着级数增加而上升；级数增加而上升；( (4) )零点漂移。零点漂移。1. 解决合适静态工作点的几种办法解决合适静态工作点的几种办法改进电路改进电路( (a) )电路中接入电路中接入 Re2，保证第一级集电极有保证第一级集电

5、极有较高的静态电位，但较高的静态电位，但第二级放大倍数严重第二级放大倍数严重下降。下降。 改进电路改进电路( (b) )稳压管动态电阻稳压管动态电阻很小，可以使第二级很小，可以使第二级的放大倍数损失小。的放大倍数损失小。但集电极电压变化范但集电极电压变化范围减小。围减小。VDZRc1Rb1+VCC+VT1+ iUOURc2RVT2( (b) )Rc1Rb1+VCC+VT1+ iUOURc2Re2VT2( (a) )改进电路改进电路( (c) )+VCCRc1Rb1+VT1+ iUOURc2Rb2VT2VDz改进电路改进电路( (d) ) 可降低第二级的可降低第二级的基极电位，又不损失基极电位，

6、又不损失放大倍数。但稳压管放大倍数。但稳压管噪声较大。噪声较大。可获得合适的工可获得合适的工作点。为经常采用的作点。为经常采用的方式。方式。( (c) )Rc1Rb1+VCC+VT1+ iUOURe2Rc2VT2 ( (d) )图图 2.8.3直接耦合方式实例直接耦合方式实例2. 零点漂移零点漂移直接耦合时，输入电压为零，但输出电压离开零点，直接耦合时，输入电压为零，但输出电压离开零点，并缓慢地发生不规则变化的现象。并缓慢地发生不规则变化的现象。原因：原因：放大器件的参数受温度影响而使放大器件的参数受温度影响而使 Q 点不稳定。点不稳定。图图 2.8.5零点漂移现象零点漂移现象uOtOuItO

7、放大电路级数愈多，放放大电路级数愈多，放大倍数愈高，零点漂移问题大倍数愈高，零点漂移问题愈严重。愈严重。 当输入信号为零时，前级由当输入信号为零时，前级由温度变化所引起的电流、电位温度变化所引起的电流、电位的变化会逐级放大。的变化会逐级放大。抑制零点漂移的措施：抑制零点漂移的措施：( (1) ) 引入直流负反馈以稳定引入直流负反馈以稳定 Q 点；点；( (2) ) 利用热敏元件补偿放大器的零漂；利用热敏元件补偿放大器的零漂；图图 2.8.6利用热敏元件补偿零漂利用热敏元件补偿零漂R2R1+VCC+VT2+ RcVT1uIuOiC1ReRuB1( (3) ) 采用差分放大电路。采用差分放大电路。

8、【例例】图示两级直接耦合放大电路中，已知：图示两级直接耦合放大电路中，已知：Rb1 = 240 k ，Rc1 = 3.9 k ，Rc2 = 500 ，稳压管，稳压管 VDz 的工作的工作电压电压 UZ = 4 V，三极管，三极管 VT1 的的 1 = 45，VT2 的的 2 = 40，VCC = 24 V，试计算各级静态工作点。试计算各级静态工作点。图图 2.8.4例题的电路例题的电路Rc1Rb1+VCC+VT1+ Rc2VT2VDzuIuOiB1iC1iRc1iB2iC2解：设解：设 UBEQ1 = UBEQ2 = 0.7 V，则则UCQ1 = UBEQ2 + Uz = 4.7 VmA 4.

9、95mA )9 . 37 . 424(c1CQ1CCc1 RUVIRmA1 . 0mA)2407 . 024(b1BEQ1CCBQ1 RUVI如如 ICQ1 由于温度的由于温度的升高而增加升高而增加 1%，计算静态输出电压，计算静态输出电压 的变化。的变化。ICQ1 = 1 IBQ1 = 4.5 mAIBQ2 = IRc1 ICQ1 = (4.95 4.5 ) mA = 0.45 mAICQ2 = 2 IBQ2 = (40 0.45 ) mA = 18 mAUO= UCQ2 = VCC ICQ2RC2= (24 18 0.5 ) V = 15 V UCEQ2 = UCQ2 UEQ2 = ( 1

10、5 4 ) V = 11 V当当 ICQ1 增加增加 1% 时，即时，即ICQ1 = (4.5 1.01) mA = 4.545 mAIBQ2 = (4.95 4.545) mA = 0.405 mAICQ2 = (40 0.405) mA = 16.2 mAUO = UCQ2 = (24 16.2 0.5)V = 15.9 V比原来升高了比原来升高了 0.9 V ， 约升高约升高 6%。三种耦合方式的比较三种耦合方式的比较阻容耦合阻容耦合直接耦合直接耦合变压器耦合变压器耦合特点特点各级工作点互各级工作点互不影响；不影响；结构简单结构简单能放大缓慢变能放大缓慢变化的信号或直流化的信号或直流成分

11、的变化；成分的变化； 适合集成化适合集成化有阻抗变换作用；有阻抗变换作用；各级直流通路互各级直流通路互相隔离。相隔离。存在存在问题问题 不能反应直流不能反应直流成分的变化，成分的变化，不适合集成化不适合集成化有零点漂移现有零点漂移现象；象；各级工作点互各级工作点互相影响相影响不能反应直流成不能反应直流成分的变化；不适合分的变化；不适合放大缓慢变化的信放大缓慢变化的信号；号；不适合集成化不适合集成化适合适合场合场合分立元件交流分立元件交流放大电路放大电路集成放大电路，集成放大电路，直流放大电路直流放大电路低频功率放大，低频功率放大，调谐放大调谐放大2.8.2多级放大电路的电压放大倍数多级放大电路

12、的电压放大倍数和输入、输出电阻和输入、输出电阻一、电压放大倍数一、电压放大倍数总电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即总电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即unuuuAAAA 21其中，其中， n 为多级放大电路的级数。为多级放大电路的级数。二、二、 输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻 通常，多级放大电路的输入电阻就是通常，多级放大电路的输入电阻就是输入级的输入电输入级的输入电阻阻；输出电阻就是；输出电阻就是输出级的输出电阻。输出级的输出电阻。 具体计算时，有时它们不仅仅决定于本级参数，也与具体计算时，有时它们不仅仅决定于本级参数，也与后级或前级的参数有关。后级或前级的参数有关。二

13、、多级放大电路的动态分析二、多级放大电路的动态分析1.1.电压放大倍数电压放大倍数 njujnuAUUUUUUUUA1ioi2o2io1io2. 输入电阻输入电阻i1iRR 3. 输出电阻输出电阻nRRoo 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的数值的数值大，最大不失真输出电压大。大，最大不失真输出电压大。)(1 (L622be5i2RRrRR21L62be2L6221bei231)( ) 1 ()( ) 1 ()( uuuuuAAARRrRRArRRAbe121irRRR1be2536orRRRR分析举例分析举例图图 2.8.4例题的电路例题的电路Rc1Rb1+VCC+VT1+ Rc2VT2VDzuIuOiB1iC1iRc1iB2iC2 【例例】图示电路中，图示电路中， Rb1= 240 k ，Rc1 = 3.9 k ， Rc2 = 500 ，UZ = 4 V， 1 = 45， 2 = 40， VCC = 24 V，设设稳压管的稳压管的 rz = 50 。试估算总的电压放大倍数，。试估算总的电压放大倍数，IOuuAu 以及输入、输出电阻以及输入、输出电阻 Ri 和和 Ro。解：解：估算估算 Au1 时，时，应将第二级应将第二级 Ri2 作为第一作为第一级的负载电阻。级的负载电阻。 k 2.4409 2)5041(