多级放大电路

（3）静态分析两级放大电路均为共发射极分压式偏置电路RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+++++–RS+–RC2C3CE2RE2RL+++UCC+––T1T2（4）动态分析微变等效电路第一级第二级rbeRB2RC1EBC+-+-+-RSrbeRC2RLEBC+-RB1212ioi1oiouuuAAUUUUUUA===&&&&&&电压放大倍数例2:图所示的两级放大电路，已知β1=β2=50。试求：

(1)计算前、后级放大电路的静态值(UBE=0.6V);(2)求放大电路的输入电阻和输出电阻；

(3)求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数

RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010k解:

（1）两级放大电路的静态值第一级是射极输出器:RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010k第二级是分压式偏置电路RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010k第二级是分压式偏置电路RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010krbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_（2）计算

r

i和r

0

由微变等效电路知，ri=ri1,

第一级是射极输出器，rio=ri2。微变等效电路rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_（2）计算

r

i和r

0rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_（2）计算

r

i和r

0（3）电压的放大倍数第一级放大电路为射极输出器rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_第二级放大电路为共发射极放大电路总电压放大倍数rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_（3）电压的放大倍数直接耦合：+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2––++RE22.8差动放大电路2.零点漂移零点漂移：指ui=0时，uo发生缓慢地、无规则地变化的现象uotO产生的原因：T参数随温度变化、电源电压波动和电路元件参数的变化。直接耦合存在的两个问题：1.前后级静态工作点相互影响

若由于温度的升高IC1增加1%，试计算输出电压Uo变化了多少？已知：UZ=4V，UBE=0.6V，RC1=3k，RC2=500，1=2=50温度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75VIC1=2.31.01mA=2.323mAUC1=UZ+UBE2=4+0.6V=4.6V例1：uZ–++UCCuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2––++RDZIC2=2•

IC2=500.147mA=7.35mAUo=8.325－7.75V=0.575V

提高了7.42%

可见，输入信号为零时，由于温度的变化，输出电压发生了变化即有零点漂移现象uZ–++UCCuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2––++RDZ例1：

影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力，严重时：

可能淹没有效信号电压；无法分辨是有效信号电压，还是漂移电压

用输出漂移电压折合到输入端的等效漂移电压作为衡量零点漂移的指标输入端等效漂移电压输出端漂移电压电压放大倍数

只有输入端的等效漂移电压比输入信号小许多时，放大后的有用信号才能被很好地区分出来。零点漂移的危害：

抑制零点漂移采用直接耦合放大电路，由电路没有电容，所以具有良好的低频特性通频带f|Au

|0.707|Auo|OfH|Auo|幅频特性

适合于集成化的要求，在集成运放的内部，级间都是直接耦合

电路结构对称，理想情况下，两管的特性与对应电阻元件的参数值都相等差动放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构差动放大原理电路

+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2两个输入、两个输出两管静态工作点相同2.8差动放大电路2.8.1差动放大电路的工作情况uo=VC1－VC2

=0uo=(VC1+VC1

)－(VC2+

VC2)=0静态时，ui1

=

ui2

=0当温度升高时ICVC（两管变化量相等）

对称差动放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制作用1.零点漂移的抑制+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2

两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出电压为零，即对共模信号没有放大能力（1）共模信号

ui1=ui2

大小相等、极性相同

差动电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对零点漂移的抑制水平共模信号需要抑制2.有信号输入时的工作情况两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化（2）差模信号

ui1=–ui2

大小相等、极性相反uo=（VC1－VC1））－（VC2+

VC１）=－2VC1即对差模信号有放大能力+–+–+–+–+–+–差模信号是有用信号2.有信号输入时的工作情况+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2

ui1、ui2大小和极性是任意的

一对比较信号ui1、ui2可以看成是一对共模信号和一对差模信号的叠加

式中

放大器只放大两个输入信号的差值信号—差动放大电路（3）比较输入

ui1、ui2大小和极性是任意的例1:

ui1=10mV,ui2=6mVui2=8mV－2mV例2:

ui1=20mV,ui2=16mV可分解成:

ui1=18mV+2mV

ui2=18mV－2mV可分解成:

ui1=8mV+2mV共模信号差模信号

该输入常作为比较放大应用，在自动控制系统中常见（3）比较输入

放大器只放大两个输入信号的差值信号—差动放大电路（CommonModeRejectionRatio)

全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力差模放大倍数共模放大倍数

KCMR越大，说明差放分辨差模信号的能力越强，而抑制共模信号的能力越强3.共模抑制比共模抑制比

若电路完全对称，理想情况下共模放大倍数

Ac=0

输出电压

uo

=

Ad

（ui1－

ui2）=

Ad

uid

若电路不完全对称，则

Ac0，实际输出电压

uo

=Acuic+

Ad

uid即共模信号对输出有影响

2.8.2典型差分放大电路+UCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+++–––T2EE+–RE的作用：稳定静态工作点，限制每个管子的漂移EE：用于补偿RE上的压降，以获得合适的工作点动态分析+UCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+++–––T2UEE+–对于差模信号ui1=-ui2发射极RE上的电流不随信号变化在发射极长尾电阻上没有信号电流RE对差模信号不起反馈作用2.8.3恒流源差动放大电路

长尾电路中，发射极电阻RE对共模抑制起重要作用，它对共模信号构成电流串联负反馈，因此，为了提高共模抑制比，电阻值应取得越大越好，但对较大阻值的RE，要求很高的发射极电源（UEE），给电路构造带来困难

希望找到一个静态电阻不是很高，但动态电阻很高的器件，晶体管的放大区正好符合这一条件UCE3IC3Q

rce3

1MT3:放大区恒流源IB3Uce3uCEiC+UCC-EERCRCRRRET1T2uoui1ui2RPRB1RB2RE3T3+UCC-UEE（1）实际恒流源一般采用晶体管构成（2）恒流源差动放大电路+UCCuouiRCT1RRCR++––T2-UEE（2）差分放大电路的输入、输出接法1）差分输入、双端输出+UCCuouiRCT1RRCR++––T2-UEE+UCCuouiRCT1RRCR++––T2-UEE2）差分输入、单端输出（2）差分放大电路的输入、输出接法3）单端输入、双端输出+UCCuouiRCT1RRCR++––T2-UEE此时输入可当作一对比较信号处理（2）差分放大电路的输入、输出接法2.9互补对称功率放大电路2.9.1对功率放大电路的基本要求

功率放大电路的作用：是放大电路的输出级去推动负载工作。如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转、电动机旋转等（1）在不失真的情况下能输出尽可能大的功率（2）由于功率较大，就要求提高效率ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO晶体管的工作状态甲类工作状态T在信号整个周期导通，静态IC大，波形好,管耗大效率低乙类工作状态T只在信号半个周期导通，静态IC=0，波形严重失真，管耗小效率高甲乙类工作状态T导通时间大于半个周期，静态IC0，一般功放常采用

互补对称电路是集成功率放大电路输出级的基本形式，其当它通过容量较大电容与负载耦合，由省去变压器，而被称为无输出变压器（OutputTransformerLess）电路，简称OTL电路。若互补对称电路直接与负载相连，输出电容也省去，就成为无输出电容（OutputCapacitorLess）电路，简称OCL电路

OTL电路采用单电源供电，OCL电路采用双电源供电2.9.2互补对称放大电路1.OTL电路（1）特点T1、T2的特性一致；用NPN型和PNP型两管均接成射极输出器；输出端有大电容；单电源供电（2）静态时（ui=0）,IC10，IC20OTL原理电路电容两端的电压RLuIT1T2+UCCCAuo++-+-（3）动态时

设输入端在UCC/2直流基础上加正弦信号T1导通、T2截止；同时给电容充电T2导通、T1截止；电容放电，相当于电源

若输出电容足够大，其上电压基本保持不变，则负载上得到的交流信号正负半周对称ic1ic2交流通路uo输入交流信号ui的正半周输入交流信号ui的负半周RLuIT1T2+UCCCAuo++-+-（4）交越失真

当ui为正弦波时，输出信号在过零前后出现的失真称为交越失真

交越失真产生的原因由于晶体管特性存在非线性，

ui

<死区电压晶体管导