《汽车电气系统检修》课程——多级放大电路3.1和3.2

1、1一、复合管的组成及其电流放大系数一、复合管的组成及其电流放大系数复合管的构成：复合管的构成：+uBEiBiB1iC2iCiEiE1 = iB2T1bT2eciC1由两个或两个以上三极管组成。由两个或两个以上三极管组成。1.复合管共射复合管共射电流放大系数电流放大系数 值值BC ii 因因为为由图可见由图可见2B21B12C1CCiiiii 1B11E2B)1(iii 1BBii 2.6 基本放大电路的派生电路基本放大电路的派生电路 2.6.1复合管放大电路复合管放大电路第二章第二章 基本放大电路基本放大电路22B21211B21B1C)()1(iiii +uBEiBiB1iC2iCiEiE1

2、 = iB2T1bT2eciC1则则212121 BCii所以所以2.复合管输入电阻复合管输入电阻 rbe2be11beBBEbe)1(rriur 其中其中)1(2be11be1B2be2B1be1BBErriririu 所以所以显然，显然， 、rbe 均比一个管子均比一个管子 1、rbe1 提高了很多倍。提高了很多倍。第二章第二章 基本放大电路基本放大电路33.构成复合管时注意事项构成复合管时注意事项（1）. 前后两个三极管连接关系上，应保证前级输前后两个三极管连接关系上，应保证前级输出电流与后级输入电流实际方向一致。出电流与后级输入电流实际方向一致。（2）. 外加电压的极性应保证前后两个管

3、子均为发外加电压的极性应保证前后两个管子均为发射结正偏，集电结反偏，使管子工作在放大区。射结正偏，集电结反偏，使管子工作在放大区。复合管的接法复合管的接法T1bT2ecT2T1bec( (a) ) NPN 型型( (b) ) PNP 型型图图 2.6.1复合管复合管第二章第二章 基本放大电路基本放大电路4( (c) ) NPN 型型cT1bT2e( (d) ) PNP 型型T2T1bec图图 2.6.1复合管复合管第二章第二章 基本放大电路基本放大电路5结结 论论1. 两个同类型的三极管组成复合管，其类型与原来相同。复两个同类型的三极管组成复合管，其类型与原来相同。复合管的合管的 1 2，复合

4、管的，复合管的rbe = rbe1 +(1+ 1 )rbe2 。2. 两个不同类型的三极管组成复合管，其类型与前级三极管两个不同类型的三极管组成复合管，其类型与前级三极管相同。复合管的相同。复合管的 1 2，复合管的，复合管的 rbe = rbe1 +(1+ 1 ) rbe2 。3. 在集成运放中，复合管不仅用于中间级，也常用于输入级在集成运放中，复合管不仅用于中间级，也常用于输入级和输出级。和输出级。优点优点可以获得很高的电流放大系数可以获得很高的电流放大系数 ；提高中间级的输入电阻；提高中间级的输入电阻；提高了集成运放总的电压放大倍数。提高了集成运放总的电压放大倍数。6二、复合管共射放大电

5、路二、复合管共射放大电路图图2.6.2阻容耦合复合管共射放大电路阻容耦合复合管共射放大电路电压放大倍数与没用复合管时相当，电压放大倍数与没用复合管时相当，但输入电阻大大增但输入电阻大大增加加,增强了电流放大能力。增强了电流放大能力。7三、复合管共集放大电路三、复合管共集放大电路图图2.6.3阻容耦合复合管共集放大电路阻容耦合复合管共集放大电路复合管共集放大电路复合管共集放大电路使输入电阻大大增加，输出电阻大大减小。使输入电阻大大增加，输出电阻大大减小。82.6.2共射共基放大电路共射共基放大电路特点：特点：电路的输入电阻较大，具有一定的电电路的输入电阻较大，具有一定的电压放大能力，有较宽的通频

6、带。压放大能力，有较宽的通频带。图图2.6.4共射共基放大电路的交流通路共射共基放大电路的交流通路92.6.3共集共基放大电路共集共基放大电路图图2.6.5共集共基放大电路的交流通路共集共基放大电路的交流通路输入电阻较大，具有一定的电压放大能力，有较宽的通频带。输入电阻较大，具有一定的电压放大能力，有较宽的通频带。第三章第三章 多级放大电路多级放大电路 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 3.2 多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析113.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式将多个单级基本放大电路合理联接，构成多级放大电路将多个单级基本放大电路合理联接，构

7、成多级放大电路组成多级放大电路的每一个基本电路称为组成多级放大电路的每一个基本电路称为一级一级，级与级之间的连接称为级与级之间的连接称为级间耦合级间耦合。四种常见的耦合方式四种常见的耦合方式：直接耦合直接耦合阻容耦合阻容耦合变压器耦合变压器耦合光电耦合光电耦合123.1.1直接耦合直接耦合图图 3.1.1（a)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Rc1Rb1+VCC+T1+ iUOURc2Rb2T2T1管的静态工作点靠近饱和区，在动态下容易引起饱和失真。管的静态工作点靠近饱和区，在动态下容易引起饱和失真。13一、一、 直接耦合放大电路静态工作点的设置直接耦合放大电路静态

8、工作点的设置改进电路改进电路( (b) )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( (c1) )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。DZRc1Rb1+VCC+T1+ iUOURc2RT2( (c) )Rc1Rb1+VCC+T1+ iUOURc2Re2T2( (b) )14改进电路改进电路( (d) ) NPN管和管和PNP管管混合使用，可获得合混合使用

9、，可获得合适的工作点。为经常适的工作点。为经常采用的方式。采用的方式。Rc1Rb1+VCC+T1+ iUOURe2Rc2T2 ( (d) )图图 3.1.1直接耦合放大电路静态工作点的设置直接耦合放大电路静态工作点的设置15特点：特点：( (1) ) 可以放大交流可以放大交流和缓慢变化及直流和缓慢变化及直流信号；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响；基极和集电极电位会随着级数增加而上升；着级数增加而上升；( (4) )零点漂移（如何克服）。零点漂移（如何克服）。163.1.2阻容耦合阻容耦合图图 3.1.

10、2阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路C1RC1Rb1+VCCC2RL+T1+ iUoU+Rc2Rb2C3T2+第第 一一 级级第第 二二 级级特点：静态工作点相互独立，在分立元件电特点：静态工作点相互独立，在分立元件电路中广泛使用。路中广泛使用。在集成电路中无法制造大容量电容，不在集成电路中无法制造大容量电容，不便于集成化，尽量不用。便于集成化，尽量不用。173.1.3变压器耦合变压器耦合图图 3.1.3变压器耦合共射放大电路变压器耦合共射放大电路(a)电路电路(b)交流等效电路交流等效电路以前功率放大电路广泛采用此耦合方式。以前功率放大电路广泛采用此耦合方式。目前基本不用。目前基本不用。最大的

11、特点是可以实现阻抗变换。最大的特点是可以实现阻抗变换。选择恰当的变比，可在负载上得到尽可能大的输出功率。选择恰当的变比，可在负载上得到尽可能大的输出功率。18在理想条件下，变压器原副边的安匝数相等，即在理想条件下，变压器原副边的安匝数相等，即 I1 N1=I2 N2 I2 =（I1 N1 / N2 ）=I1 (V1 / V2 ) =(V2 /RL) ( V1 / R1 ) (V1 / V2 ) =(V2 /RL) (N1 / N2 )2 =R1 /RL n2 =R1 /RL 07.06(a)变压器的阻抗匹配19 优点：因变压器不能传输直流信号，优点：因变压器不能传输直流信号，只能传输交流信号和

12、进行阻抗变换，只能传输交流信号和进行阻抗变换， 所以，各级电路的静态工作点相互所以，各级电路的静态工作点相互独立，互不影响。独立，互不影响。 改变变压器的匝数比，容易实现阻抗改变变压器的匝数比，容易实现阻抗变换，因而容易获得较大的输出功率。变换，因而容易获得较大的输出功率。 缺点：变压器体积大而重，不便于集成。缺点：变压器体积大而重，不便于集成。同时同时频率特性差频率特性差，也不能传送直流和变化，也不能传送直流和变化非常缓慢的信号。非常缓慢的信号。 203.1.4光电耦合光电耦合光电耦合是以光电耦合是以光信号光信号为媒介来实现电信号的耦合和传递为媒介来实现电信号的耦合和传递的，因而其抗干扰能力

13、强而得到越来越广泛的应用。的，因而其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应用。一、光电耦合一、光电耦合图图3.1.5光电耦合器及其传输特性光电耦合器及其传输特性发光元件发光元件光敏元件光敏元件传输比传输比CTR较小，只有较小，只有0.11.521二、光电耦合放大电路二、光电耦合放大电路图图3.1.6光电耦合放大电路光电耦合放大电路目前市场上已有集成光电耦合放大电路，目前市场上已有集成光电耦合放大电路，具有较强的放大能力。具有较强的放大能力。223.2多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析一、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

14、数的乘积，即其中，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。注意注意：在求单级放大电路的放大倍数时必须将后一级的输入电阻作在求单级放大电路的放大倍数时必须将后一级的输入电阻作为前一级的负载考虑，即将第二级的输入电阻与第一级集电为前一级的负载

15、考虑，即将第二级的输入电阻与第一级集电极负载电阻并联。极负载电阻并联。 niinAAAAAA1=32123 现以下图的两级放大电路为例加以说明，现以下图的两级放大电路为例加以说明， 三极管的参数为三极管的参数为: : 1= 2= =100，VBE1=VBE2=0.7=0.7 V。计算总电压计算总电压放大倍数。放大倍数。 图两级放大电路计算典例 24 电压增益电压增益（1 1）求静态工作点）求静态工作点=BQ1EQ1BEIIVV26. 71 . 593. 012c1CQ1ccB2C1RIVVV25V7 . 48 . 793. 012)()(=e1c1CQ1cce1BQ1CQ1c1CQ1CCCEQ

16、1RRIVRIIRIVV26mA04. 19 . 3/04. 49 . 3/ )96. 712(/ )(e2E2CCCQ2EQ2RVVIIV47. 43 . 404. 1c2CQ2C2RIVV96. 77 . 026. 7BE2B2E2VVVV45. 396. 747. 4E2C2CEQ2VVV27（2 2）求电压放大倍数）求电压放大倍数先计算三极管的输入电阻先计算三极管的输入电阻k8 . 204. 126101300mA)(mV)(26)1 (=k1 . 393. 026101300mA)(mV)(26)1 (=E2bbbe2E1bbbe1IrrIrr28（2 2）求电压放大倍数）求电压放大

17、倍数电压增益电压增益be2i2be1i2c11, 3 .581 . 3) 8 . 2/1 . 5(100)/(=rRrRRAv式中6 .1538 . 23 . 4100)/(=be2Lc22rRRAv8955)6 .153(3 .5821vvvAAA29如图所示的两级电压放大电路，如图所示的两级电压放大电路，已知已知1= 2 =50, T1和和T2均为均为3DG8D。 RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+B1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k oU.Ui.30 两级放大电路的静态值可分别计算。两级放大电路的静态值可分别计算。 R

18、B1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+B1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k oU.Ui.解解: :31A8 . 9mA2750)(110000.624) (1E1B1BECCB1 RRUUImA 49. 0mA 0098. 050)(1)1(B1E1 II V77. 10V2749. 024E1E1CCCE RIUU RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+B1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k oU.Ui.32V26.843V438224B2B2B1CCB2 RRRU

19、VmA 96. 0mA5 . 751. 06 . 026. 8E2E2BE2B2e2 RRUUIV71. 6)V5 . 751. 010(96. 024)(E2E2C2C2CCCE2 RRRIUU RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+B1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k oU.Ui.332ir1iirr 2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_2ER Ui.oU.o1U.由等效电路可知，放大电路的输入电阻由等效电路可知，放大电路的输入电阻 ri 等于第一级的等于第一级的输入电阻输入电阻ri1。第一级是射极输出器，它的输入电阻第一级是射极输出器，它的输入电阻ri1与负载有关，而与负载有关，而射极输出器的负载即是第二级输入电阻射极输出器的负载即是