大学物理 多级放大电路

1、1第一节第一节 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式第二节第二节 多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析第三节第三节 直接耦合放大电路直接耦合放大电路重点掌握：多级放大电路的耦合方式及其分析方法，重点掌握：多级放大电路的耦合方式及其分析方法，特别是直接耦合放大电路，差分基本放大特别是直接耦合放大电路，差分基本放大电路及其改进电路的分析计算。电路及其改进电路的分析计算。零点漂移零点漂移的基本概念。的基本概念。（4学时）学时）23.1.1. 直接耦合直接耦合 级间耦合级间耦合：多级放大电路的每一个基本放大电路多级放大电路的每一个基本放大电路称为一级；级与级之间的连接称之为耦合。多级放

2、大称为一级；级与级之间的连接称之为耦合。多级放大电路有四种基本耦合方式：电路有四种基本耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。压器耦合和光电耦合。 将前一级的输出用导线直接连接到后一级的输入端的耦将前一级的输出用导线直接连接到后一级的输入端的耦合方式，称之为合方式，称之为直接耦合直接耦合。 + iuRb1 T1 T2 图图 3.1.1a 直直接接耦耦合合多多级级放放大大电电路路 Rc1 + ouRc2 +Vcc Rb2 从图中可以看出从图中可以看出: :直接耦合直接耦合放大电路的静态工作点是放大电路的静态工作点是相互影响的相互影响的, ,T T1 1的静态工作

3、的静态工作点靠近饱和区，容易产生点靠近饱和区，容易产生饱和失真饱和失真U UC1C1=U=UCEQ1CEQ1=U=UBEQ2BEQ2=0.7V=0.7V3 + Rb1 图图 3. 1.1b 第第二二级级加加射射极极电电阻阻 Rc1 + ouRc2 +Vcc Rb2 T2 T1 iuRe2 直接耦合放大电路的改进形式：直接耦合放大电路的改进形式： DZ R + Rb1 图图 3.1.1c 第第二二级级射射极极加加稳稳压压管管 Rc1 + ouRc2 +Vcc Rb2 T2 T1 iu + + Rb1 图图 3. 1.1d 第第一一、二二级级采采用用互互补补管管 Rc1 ouRc2 +Vcc Rb

4、2 T2 T1 iuRe2 UC1=UBEQ2+Ue2 问题：问题：Re2的接入将大大降低第二级的电压放的接入将大大降低第二级的电压放大倍数，从而影响整个放大电路的放大能力。大倍数，从而影响整个放大电路的放大能力。UC1=UBEQ2+UDZ 问题：问题：DZ的接入将逐级抬高集电极的静态电的接入将逐级抬高集电极的静态电位，使之接近于电源电压，引起后级的静态工作点不合适位，使之接近于电源电压，引起后级的静态工作点不合适。直接耦合放大电路的优缺点直接耦合放大电路的优缺点: : 优点：优点：具有良好的低频特性，可以放大缓慢变化的信号；具有良好的低频特性，可以放大缓慢变化的信号；无大电容和电感，容易集成

5、。无大电容和电感，容易集成。 缺点：缺点：静态工作点相互影响，分析、计算、设计较复杂；静态工作点相互影响，分析、计算、设计较复杂；存在零点漂移。存在零点漂移。UC2IB3EERBVRRRUU2122333233RUUIIBEREC2321CEQEQIII时，32BERUU3233RUIIRECIC3基本不变，可以等效为基本不变，可以等效为一个一个恒流源恒流源0CAKCMR=25 差放电路依靠电路的对称性抑制零漂，当电路对称性差放电路依靠电路的对称性抑制零漂，当电路对称性不好时，将产生零漂，故在两管发射极之间增加一阻值很不好时，将产生零漂，故在两管发射极之间增加一阻值很小的调零电位器小的调零电位

6、器Rw，使，使uI1= uI2 =0时，时， uO =0。恒流源电路可用一恒流源代替恒流源电路可用一恒流源代替 1. 恒流源相当于阻值很大恒流源相当于阻值很大的电阻。的电阻。2. 恒流源不影响差模放大恒流源不影响差模放大倍数。倍数。3. 恒流源影响共模放大倍恒流源影响共模放大倍数，使共模放大倍数减小数，使共模放大倍数减小从而增加共模抑制比，理从而增加共模抑制比，理想的恒流源相当于阻值为想的恒流源相当于阻值为无穷的电阻，所以共模抑无穷的电阻，所以共模抑制比是无穷。制比是无穷。恒流源的作用恒流源的作用26 例例3.3.1 图示电路中，已知图示电路中，已知VCC= 12V，VEE =6V， Rb=

7、1K ， Rc=10 k ， RL=5.1 k ， 晶体管晶体管 =100，rbe =2k （1）为使）为使IEQ=0.5mA，Re的取值应为多少？的取值应为多少？T1、T2的的UCEQ=?；（2）计算）计算AUd、Ri、RO的数值；的数值；（3）将电路改为单端输出，）将电路改为单端输出，U0=3V,IEQ=0.5mA,uoc忽略不计忽略不计,ui=?。EQBEQEEeIVVR2解解：(1)EEeEQBEQbBQVRIURI2k3 . 55 . 027 . 06BEQcCCCEQCCEQURIVUUUQQV7 . 77 . 0105 . 01227bebrR B1IdiU2差模放大倍数：差模放

8、大倍数：2/2LCRRC1OdiUbebLCdrRRRA2/bebirRR2coRR2（2）计算）计算AUd、Ri、RO的数值；的数值；682155. 2/10100dAk6212k2010228LCCQCLLCCCQRRIRRRVU/1bebLCIodrRRRuuA/21（3 3）将电路改为单端输出，用直流表测得）将电路改为单端输出，用直流表测得U U0 0=3V,I=3V,IEQEQ=0.5mA, =0.5mA, u uococ忽略不计忽略不计, ,u ui i=?=?。单端输出时单端输出时:V36. 2VUuuCQoo64. 036. 23156VVAuudOI4 .115664. 02

9、9解解:(1)求求Q点：点： 例例3.3.2 图示电路中，已知图示电路中，已知VCC= VEE =9V，VBE =0.7V， Rc=4.7 k ， Rb= Rw= 100 ， RL=10 k ， I=1.2mA， Rw的滑的滑动端位于中点，晶体管动端位于中点，晶体管 =50，rbb =300 ， uI =0.02V，求：求： （1）静态工作点；（）静态工作点；（2）差模输出电压）差模输出电压 uO。mAIIEQ6 . 022 . 12AIIEQBQ12516 . 01EQCQCEQUUUBEQcCQCCURIVV9 .67 .07 .46 .09RL30RL)(5 .26 .026)501(3

10、0026)1( kIrrEbbbe 5 .232)1 (2/wbebLcIOdRrRRRuuA)(47.0VuAuIdO (2)求求 uO ： 例例3.3.2 图示电路中，已知图示电路中，已知VCC= VEE =9V，VBE =0.7V， Rc=4.7 k ， Rb= Rw= 100 ， RL=10 k ， I=1.2mA， Rw的滑的滑动端位于中点，晶体管动端位于中点，晶体管 =50，rbb =300 ， uI =0.02V，求：求： （1）静态工作点；（）静态工作点；（2）差模输出电压）差模输出电压 uO。31图图3.3.16 互补输出级的基本电路及其交越失真互补输出级的基本电路及其交越失

11、真3.3.3直接耦合互补输出级直接耦合互补输出级一、基本电路一、基本电路互补输出级互补输出级由由PNP和和NPN两种极性的三极管组成，以获得正负两种极性的三极管组成，以获得正负两个极性的输出电压或电流。两个极性的输出电压或电流。放大电路输出级要求：输出电阻低；最大不失真电压尽可能大。放大电路输出级要求：输出电阻低；最大不失真电压尽可能大。 共集电极电路共集电极电路 双向跟随互补输出级双向跟随互补输出级00oiuu时，导通时，17 . 0TVui导通时，27 . 0TVui07 . 021oiuTTVu都截止，、时，32图图3.3.17 消除交越失真的互补输出级消除交越失真的互补输出级二、二、

12、消除交越失真的互补输出级消除交越失真的互补输出级利用二极管消除交越失真利用二极管消除交越失真00oiuu时，021212, 1oDDBBuTTUUU微导通，、，导通、，210TTui消除了交越失真消除了交越失真33二、二、 消除交越失真的互补输出级消除交越失真的互补输出级UBE倍增电路倍增电路电路参数满足电路参数满足I2IB2432, 1IRRUUCEBBBEBBURRRU4432, 142RUIBEBEURR431图图3.3.18 采用复合管的准互补级输出采用复合管的准互补级输出合理选择合理选择R3、R4, 可以得到可以得到UBE任意倍数的直流电压任意倍数的直流电压34图图3.3.19 直流耦合多级放大电路举例直流耦合多级放大电路举例3.3.4