模拟电子技术基础4多级与组合放大电路chen

1、 单管放大电路往往难以同时满足多方面性能需要。通常有三单管放大电路往往难以同时满足多方面性能需要。通常有三种解决方法，一复合管放大电路；二是组合放大电路；三是多种解决方法，一复合管放大电路；二是组合放大电路；三是多级放大电路。本章首先介绍多级放大电路的耦合方式及分析方级放大电路。本章首先介绍多级放大电路的耦合方式及分析方法，然后介绍复合管的构成原则及复合管放大电路，最后将介法，然后介绍复合管的构成原则及复合管放大电路，最后将介绍几种典型的组合放大电路的分析方法。对于复合管放大电路绍几种典型的组合放大电路的分析方法。对于复合管放大电路及组合放大电路，电路中含有两只以上的放大器件，放大器件及组合放

2、大电路，电路中含有两只以上的放大器件，放大器件之间直接用导线相连，因而也可以看作是级间采用直接耦合的之间直接用导线相连，因而也可以看作是级间采用直接耦合的多级放大电路，可沿用多级放大电路的分析方法来进行分析多级放大电路，可沿用多级放大电路的分析方法来进行分析 。 本章简介本章简介4 4.1 .1 多多级放大电路级放大电路4 4. .3 3 复合管放大电路复合管放大电路4 4. .2 2 组组合放大电路合放大电路模拟电子技术基础4.1.1 4.1.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式1.1.直接耦合直接耦合 2.2.阻容耦合阻容耦合3.3.变压器耦合变压器耦合4.1.2 4.1.2

3、多级放大电路的分析多级放大电路的分析 本节内容本节内容 单个晶体管或场效应管构成的单级放大电路单个晶体管或场效应管构成的单级放大电路往往不能满足多方面的性能要求（如往往不能满足多方面的性能要求（如au104、ri=2m、 ro=100）时，此时应考虑采用多级）时，此时应考虑采用多级放大电路。组成多级放大电路时首先应考虑如放大电路。组成多级放大电路时首先应考虑如何何“连接连接”几个单级放大电路，耦合方式即连几个单级放大电路，耦合方式即连接方式。接方式。 常见耦合方式有：直接耦合、阻容耦合、变常见耦合方式有：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光电耦合等。压器耦合、光电耦合等。4.1.1 多级放大电路

4、的耦合方式多级放大电路的耦合方式 1. 直接耦合直接耦合a) 直接耦合两级放大电路 直接耦合两级放大电路ccvb1riuc1rv1b2rc2rv2ou第1级第1级第2级第2级前一前一级级的的输输出直接出直接连连后一后一级级的的输输入入,级间级间信号信号传递传递通通过过前后前后级间级间的的导线导线或或电电阻阻实现实现既是第一级的集电极电阻，既是第一级的集电极电阻，又是第二级的基极电阻又是第二级的基极电阻 能够放大变化缓慢的能够放大变化缓慢的信号，便于集成化，信号，便于集成化， q点相互影响，存在零点点相互影响，存在零点漂移现象。漂移现象。输入为零，输出输入为零，输出产生变化的现象产生变化的现象称

5、为零点漂移称为零点漂移 当输入信号为零时，前级由温度变化所引起的电流、当输入信号为零时，前级由温度变化所引起的电流、电位的变化会逐级放大。电位的变化会逐级放大。 问题问题:uceq1=ubeq20.7v, 前级容易出现饱和失真。前级容易出现饱和失真。直接耦合直接耦合: 如何如何设设置合适的静置合适的静态态工作点工作点 ?b) 后级发射极加电阻或二极管 后级发射极加电阻或二极管ccvb1riuc1rv1b2rc2rv2ou第第1级级第第2级级e2r对哪些动态参对哪些动态参数产生影响？数产生影响？q1合适吗？合适吗？ 用什么元件取代用什么元件取代re既可设置合适的既可设置合适的q点，又可使第点，又

6、可使第二级放大倍数不至于下降太大？二级放大倍数不至于下降太大？若要若要uceq5.6v，则需用多个二极管串联，则需用多个二极管串联, 必然会必然会增大增大v2管的射极电阻管的射极电阻二极管导通电压二极管导通电压ud？动态电阻？动态电阻rd？直接耦合直接耦合: 如何如何设设置合适的静置合适的静态态工作点工作点 ?c) 后级发射极加稳压 后级发射极加稳压管管ccvb1riuc1rv1b2rc2rv2ou第第1级级第第2级级vsrrieizirzu /i，小功率管多为几欧至二十几欧。，小功率管多为几欧至二十几欧。 uceq1太小太小加加re（au2数值数值）改用改用vd若要求的若要求的uceq1较大

7、，则改用稳态管较大，则改用稳态管vs。其稳压值可根据需要选择。其稳压值可根据需要选择,动态电阻小动态电阻小.npn型管和型管和pnp型管混合使用型管混合使用直接耦合直接耦合: 如何如何设设置合适的静置合适的静态态工作点工作点 ?d) npn和pnp配合 npn和pnp配合ccvb1riuc1rv1b2rc2rv2e2rv3b3rc3rou第第1级级第第2级级第第3级级问题的提出：问题的提出： 在用在用npn型管组成型管组成n级级共射放大电路，由于共射放大电路，由于ucqi ubqi，所以，所以 ucqi ucq(i-1）（i=1n），），以致于后级集电极电位以致于后级集电极电位接近电源电压，接

8、近电源电压，q点不合点不合适。适。ucq1 （ ubq2 ） ubq1ucq2 ucq1 4.1.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 2. 阻容耦合阻容耦合图图4-2 阻容耦合两级放大电路阻容耦合两级放大电路e2rlr3cccvb2rc2ioue2c1r2c1cb12rb1iv1iub11re1e1r4cv2 q点相互独立。不能放大变化缓慢的信号，低频点相互独立。不能放大变化缓慢的信号，低频特性差，不能集成化。特性差，不能集成化。有零点漂移吗？有零点漂移吗？ 利用电容连接信号利用电容连接信号源与放大电路、放大源与放大电路、放大电路的前后级、放大电路的前后级、放大电路与负载，电路与

9、负载，通过耦通过耦合电容实现级间信号合电容实现级间信号传递，即前一级输出传递，即前一级输出信号经电容耦合到下信号经电容耦合到下一级的输入电阻上一级的输入电阻上。4.1.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 3. 变压变压器耦合器耦合l2l2c21ririppl，从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)(rnnriirl4.1.2 多级放大电路的分析多级放

10、大电路的分析 多多级级放大放大电电路框路框图图： ：ii1rroonrroo1o2ouu1u2unuk1iii2innkuuuuaa aaauu uu1) 对于第对于第1级到第级到第(n-1)级，每一级的电压增益均应该是以其后一级级，每一级的电压增益均应该是以其后一级输入电阻作为负载时的电压增益；输入电阻作为负载时的电压增益；2) 共集放大电路的输入电阻与其负载有关，也即与其后一级的输入共集放大电路的输入电阻与其负载有关，也即与其后一级的输入电阻有关；共集放大电路的输出电阻与信号源的内阻有关，也即与电阻有关；共集放大电路的输出电阻与信号源的内阻有关，也即与其前一级的输出电阻有关。其前一级的输出

11、电阻有关。 【例【例4-1】：阻容耦合两】：阻容耦合两级级放大放大电电路路 e2rlr3cccvb2rc2ioue2c1r2c1cb12rb1iv1iub11re1e1r4cv2(1) 求静态工作点：各级静态工求静态工作点：各级静态工作点相互独立，分别计算。作点相互独立，分别计算。 第第1级级： ：ce电电路路b11bb1ccb11b12rvvrrbb1beq1bb1beq1cq1eq11b11e1e1bq1cq11ceq1cccq1c1e1(1)(1)/()vuvuiirrriiuvirr第第2级级： ：cc电电路路ccbeq2bq2b22e2eq2cq22bq2ceq2cceq2e2(1)

12、vuirriiiuvir【例【例4-1】：阻容耦合两】：阻容耦合两级级放大放大电电路路 (2) 求交流性能指标求交流性能指标 e2rlr3cccvb2rc2ioue2c1r2c1cb12rb1iv1iub11re1e1r4cv2tbebbcqurri根据交流通路获根据交流通路获取微变等效电路取微变等效电路【例【例4-1】：阻容耦合两】：阻容耦合两级级放大放大电电路路 (2) 求交流性能指标求交流性能指标 根据微变等效电根据微变等效电路求交流指标路求交流指标ii1b11b12be1/rrrrri2b2be22e2l(1)()rrrrr 1c1i2u1be12e2lu2be22e2luu1u2 (

13、)(1 ) ()(1 ) ()rrarrrarrraaa c1b2be2oe221rrrrr 【例【例4-2】：直接耦合两】：直接耦合两级级放大放大电电路路 已知静态时已知静态时ui=0, uo=0,求求ie1、ie2和和uce1、uce2eebee1e10.2mavuireee2c2c21maviirce1cce2c2bee1e1ee|uvi rui rvce2cce2e2() uvi r4.2.1 4.2.1 共射共射- -共基组合放大电路共基组合放大电路1.1.静态分析静态分析 2.2.动态分析动态分析4.2.2 4.2.2 共集共集- -共射组合放大电路共射组合放大电路 1.1.静态分

14、析静态分析 2.2.动态分析动态分析4.2.3 4.2.3 共集共集- -共基组合放大电路共基组合放大电路本节内容本节内容4.2.1 共射共射-共基组合放大电路共基组合放大电路a) 共射-共基组合放大电路 共射-共基组合放大电路lrecccvb3rc2r1cb2rb1iv1b1re1r2cv2oubcb4riusrsu1. 静静态态分析分析b1b1ccb1b2ruvrrb4b2ccb3b4ruvrreq1b1beq1e1cq1eq1bq1cq11ceq1b2beq2eq1e1(),/iuuriiiiuuuircq2eq2cq1bq2eq22cbq2cccq2c2b2/(1)iiiiiuviru

15、第第1级级， ，ce电电路：路：第第2级级， ，cb电电路：路：4.2.1 共射共射-共基组合放大电路共基组合放大电路a) 共射-共基组合放大电路 共射-共基组合放大电路lrecccvb3rc2r1cb2rb1iv1b1re1r2cv2oubcb4riusrsu2. 动态动态分析分析-得等效得等效电电路路b) 图a电路的交流通路 图a电路的交流通路lrc2rb2rv1b1rv2oub1c1(e2)c2e1(b2)iusrsuiub2riib1ibe1rb1iiri1rc1e2()iib1rb1c1e1c2rlrb2ib2c2e2oube2ri2rororo1usrsu2b2i4.2.1 共射共

16、射-共基组合放大电路共基组合放大电路2. 动态动态分析分析-交指交指标标iub2riib1ibe1rb1iiri1rc1e2()iib1rb1c1e1c2rlrb2ib2c2e2oube2ri2rororo1usrsu2b2iib1b2be1/rrrr1 be21l1u1i12be1(1)rrarr 2c2lu2be2(/)rrar12c2luu1u22be1(/)(1) rraa ar oc2rr4.2.2 共集共集-共射组合放大电路共射组合放大电路1. 静静态态分析分析bq1b1beq1beq22bq2e2cc1bq1e1bq2e1beq22bq2e2(1)(1)(1)iruuirviri

17、ruir2. 动态动态分析分析ib1i1b1be11l1/(1)rrrrrr1l1u1be11l1(1)1(1)rarroc2rr2c2l2lu2i2be22e2(/)(1) rrrarrruu1u2u2aa aal1e1be22e2/(1) rrrr4.2.3 共集共集-共基组合放大电路共基组合放大电路1. 静静态态分析分析beq1beq2beeq1eq2eebeq2e() 2uuuiivur2. 动态动态分析分析ibe11l1(1) rrr2cl2cl1l1uu1u2be11l1be2be2(/)(/)(1)(1)rrrrraa arrrrocrrbe2l1e2/1 rrr输输入入电电阻高

18、，阻高，电压电压增益增益较较大，大，频带宽频带宽4.3.1 4.3.1 复合管构成原则复合管构成原则1.1.晶体管构成的复合管及电流放大倍数晶体管构成的复合管及电流放大倍数 2.2.场效应管和晶体管构成的复合管及跨导场效应管和晶体管构成的复合管及跨导4.3.2 4.3.2 复合管放大电路分析复合管放大电路分析 1.1.复合管共射放大电路复合管共射放大电路 2.2.复合管共源放大电路复合管共源放大电路3.3.复合管共集放大电路复合管共集放大电路本节内容本节内容4.3.1 复合管构成原则复合管构成原则1. bjt构成的复合管及其构成的复合管及其电电流放大倍数流放大倍数复合管的复合管的组组成：成：多只管子合理多只管子合理连连接等效成一只管子。接等效成一只管子。目的目的：增大：增大，减小前级驱动电流，改变管子的类型。，减小前级驱动电流，改变管子的类型。b1ie1b2()iieiciv1v2v1b1ic1b2()i