第三章多级放大和功率放大电路

第三章多级放大和功率放大电路3.1多级放大电路1.阻容耦合优点：

各级放大器静态工作点独立。

输出温度漂移比较小。缺点：

不适合放大缓慢变化的信号。

不便于作成集成电路。一.多级放大电路的耦合方式2.直接耦合优点：

各级放大器静态工作点相互影响。

输出温度漂移严重。缺点：

可放大缓慢变化的信号。

电路中无电容，便于集成化。二、直接耦合放大电路的特殊问题—零点漂移零点漂移——当把一个直接耦合放大电路的输入端短路时，即输入信号为零时，由于种种原因引起输出电压发生漂移（波动）。零点漂移严重时，有用信号完全被漂移电压淹没，使放大器无法正常工作。产生原因——晶体管参数随温度变化、电源电压波动等。直接耦合放大电路中，抑制零点漂移最有效的方法——采用差动式放大电路。三.多级放大电路的分析方法

两级之间的相互影响注意：在算前级放大倍数时，要把后级的输入阻抗作为前级的负载！•

后级的输入阻抗是前级的负载•

前级的输出阻抗是后级的信号源阻抗电压放大倍数（以两级为例）扩展到n级：输入电阻

输出电阻Ri=Ri（最前级）(一般情况下）Ro=Ro（最后级）(一般情况下）设：1=2==50，UBE1=UBE2=0.6

V。举例1：两级放大电路如下图示，求Q、Au、Ri、Ro+++++Rb1Vi+c1R’Rub2e1b1Te1CCCR-CRb2e2R+ou-1T239k13k3k1k120k2.4k+LR2.4k+Re11.5k解：（1）求静态工作点+++++++Rb1Vi+c1R’Rub2e1b1Te1CCCR-CRb2e2R+ou-1T239k13k3k1k120k2.4kLR2.4kRe11.5k+++++Rb1Vi+c1R’Rub2e1b1Te1CCCR-CRb2e2R+ou-1T239k13k3k1k120k2.4kLR2.4kRe11.5k（2）求电压放大倍数先计算三极管的输入电阻+++++Rb1Vi+c1R’Rub2e1b1Te1CCCR-CRb2e2R+ou-1T239k13k3k1k120k2.4kLR2.4kRe11.5k画微变等效电路：iii++++b1b2b1+ib1c1iii-rb1c1RuRbe1RRc1rib2c2c2be2b2b2-oRRe2uo+RLRe1b2R+++++Rb1Vi+c1R’Rub2e1b1Te1CCCR-CRb2e2R+ou-1T239k13k3k1k120k2.4kLR2.4kRe11.5k电压增益：iii++++b1b2b1+ib1c1iii-rb1c1RuRbe1RRc1rib2c2c2be2b2b2-oRRe2uo+RLRe1b2RRi2=Rb2//[rbe+(1+)(Re2//RL)=120//[0.853+51(2.4//2.4)]=40.9KR’L1=RC1//Ri2=3//40.9=2.79KR’L2=Re2//RL=2.4//2.4=1.2K（3）求输入电阻Ri=Rb1//Rb2//

[rbe1+(1+)Re1]=4.56k（4）求输出电阻iii++++b1b2b1+ib1c1iii-rb1c1RuRbe1RRc1rib2c2c2be2b2b2-oRRe2uo+RLRe1b2R其中：称为放大器的幅频响应

称为放大器的相频响应

1、频率响应——放大器的电压放大倍数及输入与输出相位差和频率的关系3.2放大电路的频率特性一、频率的基本概念2、

完整的共射放大电路的频率响应f-180°fHfL-225°-270°-135°-90°BW=fh-flffHfL-20dB/十倍频程20dB/十倍频程0.707Aum二.单级阻容耦合放大电路的低频特性

对于如图所示的共射放大电路，分低、中、高三个频段加以研究。1.中频段

所有的电容均可忽略。可用前面讲的h参数等效电路分析中频电压放大倍数：低频段

在低频段，三极管的极间电容可视为开路，耦合电容C1、C2不能忽略。为方便分析，现在只考虑C2=10uF该电路有一个RC高通环节。有下限截止频率：

≈15.9Ω＜＜RL＝2kΩ

++S-u+iS+R-uubiLRr-beiiobbbRcc+ReC¦ÂC2为下限截止频率。

当时，电压放大倍数AuL＝0.707Aum，附加相移

当时，AuL＝0，当

时，，AuL＝Aum。只考虑C2的影响时，下限截止频率为只考虑Ce的影响时，下限截止频率为Rs∥Rb1∥Rb2

在高频段，耦合电容C1、C2可以可视为短路，三极管的极间电容不能忽略。电压放大倍数在高频区下降的原因是由于三极管的结电容

这时要用混合π等效电路，画出高频等效电路如图所示。

高频段为了便于分析只考虑电容Ci的影响时，忽略Co的影响。根据高频区等效电路分析，考虑Ci影响时的高频区电压放大倍数的模和附加相移分别为

iRsUsRbrb'eCUb'eUb'egmLiUebb'cUorb'b++£­­£­+Cb'c.....+£­RcRicbb'eCiCo为上限截止频率。当f＝fH时，电压放大倍数AuH＝0.707Aum，附加相移当时，AuH＝０，

当f＜＜fH时，AuH＝Aum，。由两个相同单级放大电路组成的两级放大电路中，若每一级的中频电压放大倍数为AU1，则两级放大电路的下限、上限频率都是对应于电压放大倍数为0.707Aum1。AU=(0.707Aum1)2级数越多，通频带越窄四、多级放大电路的频率特性例：

扩音系统实际负载什么是功率放大电路？

在电子系统中，模拟信号被放大后，往往要去推动一个实际的负载。如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等。推动一个实际负载需要的功率很大。能输出较大功率的放大器称为功率放大器3.3功率放大电路功率放大电压放大信号提取功放电路的特点（2）功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值:ICM

、UCEM

、

PCM

。ICMPCMUCEM（1）输出功率Po尽可能大。输出功率大

Icuce(3)电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真非线性失真小

。(4)电源提供的能量应尽可能多地转换给负载，尽量减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（）效率高

。Po:负载上得到的交流信号功率。PE：电源提供的直流功率。（5）功放管散热和保护问题互补对称功放的类型

互补对称功放的类型

双电源电路又称OCL电路（无输出电容）单电源电路又称OTL电路（无输出变压器）二、OCL电路—无输出电容直接耦合的功放电路组合特性分析——图解法负载上的最大不失真电压为Uom=VCC-UCESiC1uCEiC2QVCCUCESUCESUom输出功率最大输出功率单管管耗两管管耗iC1uCEiC2QVCCUCESUCESUom最大功率直流电源供给的功率效率利用二极管进行偏压的OCL电路当Uom≈UCC时，则

78.5％理想值

uuVT1VT2+VCC-VCCoiLR1、基本原理.单电源供电；.输出加有大电容。（1）静态偏置三.OTL电路

调整RW阻值的大小，可使此时电容上电压（2）动态分析（电容起到了负电源的作用）Ui负半周时，T1导通、T2截止；Ui正半周时，T1截止、T2导通。（3）输出功率及效率若忽略交越失真的影响。则：此电路存在的问题：输出电压正方向变化的幅度受到限制，达不到VCC/2。四、BTL电路—用两组对称和互补电路组成，输出功率可增大好几倍（比OTL电路提高4倍）。优点：综合了OTL和OCL接法的优点，并避免了电容对信号频率特性的影响，可使用单电源，也可以使用双电源。一、放大电路中的干扰及其抑制方法3.4放大电路工程应用技术干扰（噪声）—一切能影响电子设备正常工作的无用信号。抑制方法—避开干扰源；屏蔽；滤波；选用低噪声元器件；调整电路布局和布线方式二、功率管的并联和散热问题功率管的并联应用—输出功率加倍散热—加装铝散热片三、放大电路故障分析和检测的一般方法检测步骤方法—电压表法；欧姆表法；示波器初步检查了解被检测的电路寻找故障级寻找故障所在（动态检测，动态检测）4．三种组态。（1）共射——AU较大，Ri、Ro适中，常用作电压放大。（2）共集——AU≈1，Ri大、Ro小，适用于信号跟随、信号隔离等。（3）共基——AU较大，Ri小，频带宽，适用于放大高频信号。5．多级放大器。两种耦合方式：阻容耦合与直接耦合。电压放大倍数：AU=AU1×AU2×……×AUn

6．频率响应——两个截止频率下限截止频率fL——频率下降，使AU下降为0.707Aum所对应的频率.由电路中的耦合电容和旁路电容所决定。上限截止频率fH——频率上升，使AU下降为0.707Aum所对应的频率，由电路中三极管的极间电容所决定。本章小结1．基本放大电路的组成。BJT加上合适的偏置电路（偏置电路保证BJT工作在放大区）。2．交流与直流。正常工作时，放大电路处于交直流共存的状态。为了分析方便，常将两者分开讨论。直流通路：交流电压源短路，电容开路。交流通路：直流电压源短路，电容短路。3．三种分析方法。（1）估算法（直流模型等效电路法）——估算Q。（2）图解法——分析Q（Q的位置是否合适）；分析动态（最大不失真输出电压）。（3）h参数交流模型法——分析动态（电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等）。

5．功率放大器的特点：工作在大信号状态下，输出电压和输出