第4章放大电路基础

1、HomeNextBackHomeNextBackHomeNextBack放大的实质：用较小的信号去控制较大的信号。放大的实质：用较小的信号去控制较大的信号。RsRBus+ui+UBBRL+uo+UCCRCC1C2V+HomeNextBack（1）晶体管）晶体管V：放大元件，用基极电流放大元件，用基极电流iB控制集电极电流控制集电极电流iC。（2）电源电源UCC和和UBB：使晶体管的发射结正偏，集电结反偏使晶体管的发射结正偏，集电结反偏，晶体管处在放大状态，同时也是放大电路的能量来源，提，晶体管处在放大状态，同时也是放大电路的能量来源，提供电流供电流iB和和iC。UCC一般在几伏到十几伏之间。一

2、般在几伏到十几伏之间。（3）偏置电阻）偏置电阻RB：用来调节基极偏置电流用来调节基极偏置电流IB，使晶体管有使晶体管有一个合适的工作点，一般为几十千欧到几百千欧。一个合适的工作点，一般为几十千欧到几百千欧。（4）集电极负载电阻）集电极负载电阻RC：将集电极电流将集电极电流iC的变化转换为电的变化转换为电压的变化，以获得电压放大，一般为几千欧。压的变化，以获得电压放大，一般为几千欧。（5）电容）电容Cl、C2：用来传递交流信号，起到耦合的作用。用来传递交流信号，起到耦合的作用。同时，又使放大电路和信号源及负载间直流相隔离，起隔直同时，又使放大电路和信号源及负载间直流相隔离，起隔直作用。为了减小传

3、递信号的电压损失，作用。为了减小传递信号的电压损失，Cl、C2应选得足够大应选得足够大，一般为几微法至几十微法，通常采用电解电容器。，一般为几微法至几十微法，通常采用电解电容器。HomeNextBackRsus+uiRL+uo+UCCRCC1C2VRB+共发射极放大电路的实用电共发射极放大电路的实用电路路HomeNextBack4.1.1是指无交流信号输入时，电路中的电流、电压都是指无交流信号输入时，电路中的电流、电压都不变的状态，静态时三极管各极电流和电压值称为静不变的状态，静态时三极管各极电流和电压值称为静态工作点态工作点Q（主要指主要指IBQ、ICQ和和UCEQ）。）。静态分析主要静态分

4、析主要是确定放大电路中的静态值是确定放大电路中的静态值IBQ、ICQ和和UCEQ。RC+UCCVRB+UCEQ+UBEQ ICQIBQ：耦合电容可视为开路。：耦合电容可视为开路。BCCBBEQCCBQRURUUIBQCQIICCQCCCEQRIUUHomeNextBack图解步骤：图解步骤：（1）用估算法求出基极电流）用估算法求出基极电流IBQ（如如40A）。）。（2）根据根据IBQ在输出特性曲线中找到对应的曲线。在输出特性曲线中找到对应的曲线。（3）作直流负载线。根据集电极电流）作直流负载线。根据集电极电流IC与集、射间电与集、射间电压压UCE的关系式的关系式UCE=UCCICRC可画出一条

5、直线，该直可画出一条直线，该直线在纵轴上的截距为线在纵轴上的截距为UCC/RC，在横轴上的截距为在横轴上的截距为UCC，其斜率为其斜率为1/ RC ，只与集电极负载电阻，只与集电极负载电阻RC有关，称有关，称为直流负载线。为直流负载线。（4）求静态工作点）求静态工作点Q，并确定并确定UCEQ、ICQ的值。晶体的值。晶体管的管的ICQ和和UCEQ既要满足既要满足IB=40A的输出特性曲线，又的输出特性曲线，又要满足直流负载线，因而晶体管必然工作在它们的交要满足直流负载线，因而晶体管必然工作在它们的交点点Q，该点就是静态工作点。由静态工作点该点就是静态工作点。由静态工作点Q便可在坐便可在坐标上查得

6、静态值标上查得静态值ICQ和和UCEQ。4.1.2 HomeNextBackIB=00UCE/V20A40A60A80AIC/mAQICQUCEQUCCRCUCCIB=40A的输的输出特性曲线出特性曲线由由UCE=UCCICRC所决定的直流负载线所决定的直流负载线两者的交点两者的交点Q就是静态工作点就是静态工作点过过Q点作水平点作水平线，在纵轴上线，在纵轴上的截距即为的截距即为ICQ过过Q点作垂线，点作垂线，在横轴上的截在横轴上的截距即为距即为UCQHomeNextBack是指有交流信号输入时，电路中的电流、电压随是指有交流信号输入时，电路中的电流、电压随输入信号作相应变化的状态。由于动态时放

7、大电路是输入信号作相应变化的状态。由于动态时放大电路是在直流电源在直流电源UCC和交流输入信号和交流输入信号ui共同作用下工作，共同作用下工作，电路中的电压电路中的电压uCE、电流电流iB和和iC均包含两个分量。均包含两个分量。RsRBus+uiRL+uoVRCibic：（：（ui单独作用下的电路）。由于电容单独作用下的电路）。由于电容C1、C2足够大，容抗近似为零（相当于短路），直流电源足够大，容抗近似为零（相当于短路），直流电源UCC去掉（短接）。去掉（短接）。HomeNextBack图解步骤：图解步骤：（1）根据静态分析方法，求出静态工作点）根据静态分析方法，求出静态工作点Q。（2）根据

8、）根据ui在输入特性上求在输入特性上求uBE和和iB。（3）作交流负载线。）作交流负载线。（4）由输出特性曲线和交流负载线求）由输出特性曲线和交流负载线求iC和和uCE。0 (a) 输入回路 (b) 输出回路uCEiCQICQUCCuBEiB0uBEtiBt0iCt0tQQQQQIBQUBEQuCEUCEQ直流负载线交流负载线00HomeNextBack从图解分析过程，可得出如下几个重要结论：从图解分析过程，可得出如下几个重要结论：（1）放大器中的各个量）放大器中的各个量uBE，iB，iC和和uCE都由直流分量和都由直流分量和交流分量两部分组成。交流分量两部分组成。（2）由于）由于C2的隔直作

9、用，的隔直作用，uCE中的直流分量中的直流分量UCEQ被隔开被隔开，放大器的输出电压，放大器的输出电压uo等于等于uCE中的交流分量中的交流分量uce，且与输且与输入电压入电压ui反相。反相。（3）放大器的电压放大倍数可由）放大器的电压放大倍数可由uo与与ui的幅值之比或有的幅值之比或有效值之比求出。负载电阻效值之比求出。负载电阻RL越小，交流负载电阻越小，交流负载电阻RL也越也越小，交流负载线就越陡，使小，交流负载线就越陡，使Uom减小，电压放大倍数下降减小，电压放大倍数下降。（4）静态工作点）静态工作点Q设置得不合适，会对放大电路的性能设置得不合适，会对放大电路的性能造成影响。若造成影响。

10、若Q点偏高，当点偏高，当ib按正弦规律变化时，按正弦规律变化时，Q进入进入饱和区，造成饱和区，造成ic和和uce的波形与的波形与ib（或或ui）的波形不一致，的波形不一致，输出电压输出电压uo（即即uce）的负半周出现平顶畸变，称为饱和失的负半周出现平顶畸变，称为饱和失真；若真；若Q点偏低，则点偏低，则Q进入截止区，输出电压进入截止区，输出电压uo的正半周的正半周出现平顶畸变，称为截止失真。饱和失真和截止失真统称出现平顶畸变，称为截止失真。饱和失真和截止失真统称为非线性失真。为非线性失真。HomeNextBack(a) 饱和失真0uCEiCQICQiCt0tQQuCEUCEQ0HomeNext

11、Back(b) 截止失真0uCEiCQICQiCt0tQQUCEQ0uCEHomeNextBack把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效成一个线性把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效成一个线性电路，就是放大电路的微变等效电路，然后用线性电路电路，就是放大电路的微变等效电路，然后用线性电路的分析方法来分析，这种方法称为微变等效电路分析法。的分析方法来分析，这种方法称为微变等效电路分析法。是晶体管在小信号（微变量）情况下工作。是晶体管在小信号（微变量）情况下工作。这样就能在静态工作点附近的小范围内，用直线段近似这样就能在静态工作点附近的小范围内，用直线段近似地代替晶体管的特性曲线。地代替晶体管的

12、特性曲线。UBEIB0IBUBEQ输入特性曲线在输入特性曲线在Q点附近的微小范点附近的微小范围内可以认为是线性的。当围内可以认为是线性的。当uBE有有一微小变化一微小变化UBE时，基极电流变化时，基极电流变化IB，两者的比值称为三极管的动两者的比值称为三极管的动态输入电阻，用态输入电阻，用rbe表示，即：表示，即：bbeBBEbeiuIUr HomeNextBack+ube+uceicibCBErbe+uceicibCBE+ubeib (a) 三极管 (b) 三极管的微变等效电路)mA(mV)(26)1 (300EQbeIr0UCEICIBICQ输出特性曲线在放大区域内可认输出特性曲线在放大区

13、域内可认为呈水平线，集电极电流的微小为呈水平线，集电极电流的微小变化变化IC仅与基极电流的微小变仅与基极电流的微小变化化IB有关，而与电压有关，而与电压uCE无关，无关，故集电极和发射极之间可等效为故集电极和发射极之间可等效为一个受一个受ib控制的电流源，即：控制的电流源，即：bciiHomeNextBackrbe+oUcIbICBE+iUbIRCRLRBRs +sU RsRBus+uiRL+uoVRCibicHomeNextBack电压放大倍数电压放大倍数beLbbebLbbecLorRIrIRIrIRUUAiu式中式中RL=RC/RL。当当RL=（开路）时开路）时beCrRAurbe+oU

14、cIbICBE+iUbIRCRLRBRs +sU HomeNextBack输入电阻beB/rRIURiiirbe+oUcIbICBE+iUbIRCRLRBRs +sU iIRi输入电阻输入电阻Ri的大小决定了放大电路从信号源吸取电流的大小决定了放大电路从信号源吸取电流（输入电流）的大小。为了减轻信号源的负担，总希（输入电流）的大小。为了减轻信号源的负担，总希望望Ri越大越好。另外，较大的输入电阻越大越好。另外，较大的输入电阻Ri，也可以降低也可以降低信号源内阻信号源内阻Rs的影响，使放大电路获得较高的输入电的影响，使放大电路获得较高的输入电压。在上式中由于压。在上式中由于RB比比rbe大得多，

15、大得多，Ri近似等于近似等于rbe，在在几百欧到几千欧，一般认为是较低的，并不理想。几百欧到几千欧，一般认为是较低的，并不理想。HomeNextBack输出电阻rbe+UcIbICBEbIRCRBRsICoRIURRo的计算方法是：信号源sU短路，断开负载 RL，在输出端加电压U，求出由U产生的电流I，则输出电阻 Ro为：对于负载而言，放大器的输出电阻对于负载而言，放大器的输出电阻Ro越小，负载电阻越小，负载电阻RL的变化对输出电压的影响就越小，表明放大器带负载能力的变化对输出电压的影响就越小，表明放大器带负载能力越强，因此总希望越强，因此总希望Ro越小越好。上式中越小越好。上式中Ro在几千欧

16、到几十在几千欧到几十千欧，一般认为是较大的，也不理想。千欧，一般认为是较大的，也不理想。HomeNextBack例例：图示电路，已知V12CCU，300BRk，3CRk，3LRk，3sRk，50，试求：（1）RL接入和断开两种情况下电路的电压放大倍数uA；（2）输入电阻 Ri和输出电阻 Ro；（3）输出端开路时的源电压放大倍数susUUAo。Rsus+uiRL+uo+UCCRCC1C2VRB+HomeNextBack解：先求静态工作点解：先求静态工作点40A30012BCCBBEQCCBQRURUUIAmA204. 050BQCQIIV63212CCQCCCEQRIUU再求三极管的动态输入电阻

17、963)mA(2mV)(26)501 (300)mA(mV)(26)1 (300EQbeIr963. 0kRC+UCCVRB+UCEQ+UBEQ ICQIBQHomeNextBack（1）RL接入时的电压放大倍数uA为：78963. 0333350beLrRAuRL断开时的电压放大倍数uA为：156963. 0350beCrRAu（2）输入电阻 Ri为：96. 0963. 0/300/beBrRRik输出电阻 Ro为：3Co RR k（3）39)156(131oouisiisisusARRRUUUUUUAHomeNextBack1 温度升高UBE减小ICBO增大增大IC增大HomeNextBa

18、ckRsus+uiRL+uo+UCCRCC1C2VRB1RB2RECE+UCCRCVRB1RB2REUBI1I2ICQIBQUE+UCEQ+ UBEQ ：I2IB，则CCB2B1B2BURRRU与温度基本无关。温度 tICIEUE(=IE RE)UBE(=UBIE RE)IB IC调节过程：2 HomeNextBack（1）静态分析)(CQBQEBEQBEQCCB2B1B2BECCQCCCEQCQRRIUUIIRUUIIURRRU（2）动态分析CbeBBiuRRrRRRrRAo21beL/HomeNextBack例：例：图示电路（接CE），已知UCC=12V，RB1=20k，RB2=10k，R

19、C=3k，RE=2k，RL=3k，=50。试估算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。Rsus+uiRL+uo+UCCRCC1C2VRB1RB2RECE+解：解：（1）用估算法计算静态工作点V75. 3)23(65. 112)(A33mA5065. 1mA65. 127 . 04V412102010ECCQCCCEQCQBQEBEQBEQCCB2B1B2BRRIUUIIRUUIIURRRUCQHomeNextBack（2）求电压放大倍数681 . 1333350k1 . 1110065. 126)501 (30026)1 (300beLEQberRAIru（3）求输入电阻和输出电阻

20、k3k994. 01 . 1/10/20/obeB2B1CiRRrRRRHomeNextBackECQCCEEQCCCEQBQCQEBBEQCCBQEBQBEQBBQEEQBEQBBQCC)1 ()1 (RIURIUUIIRRUUIRIURIRIURIU1 Rsus+uiRL+uo+UCCC1C2VRBRE+UCCVRB1REICQIBQ+UCEQ+ UBEQ HomeNextBackrbe+oUcIbICBE+iUbIRERLRBRs +sU 射极输出器的微变等效电路1IeIiILbeLoLbbebobebLbLo)1 ()1 ()1 ()1 (RrRUUARIrIUrIURIRIUiuie

21、求电压放大倍数2 HomeNextBack求输入电阻)1 (/)1 (LbeBLbeBb1RrRIURRrURUIIIiiiiiirbe+oUcIbICBE+iUbIRERLRBRs +sU 射极输出器的微变等效电路1IeIiIHomeNextBack计算输出电阻的等效电路Irbe+ UcIbICBEbIRERBRseI求输出电阻1/beEoEbebebbssseRrRIURRURrURrUIIIIHomeNextBack射极输出器的特点：射极输出器的特点：电压放大倍数小于电压放大倍数小于1，但约等于，但约等于1，即电压跟随。，即电压跟随。输入电阻较高。输入电阻较高。输出电阻较低。输出电阻较低

22、。射极输出器的用途：射极输出器的用途：射极跟随器具有较高的输入电阻和较低的输出电阻，这射极跟随器具有较高的输入电阻和较低的输出电阻，这是射极跟随器最突出的优点。射极跟随器常用作多级放是射极跟随器最突出的优点。射极跟随器常用作多级放大器的第一级或最末级，也可用于中间隔离级。用作输大器的第一级或最末级，也可用于中间隔离级。用作输入级时，其高的输入电阻可以减轻信号源的负担，提高入级时，其高的输入电阻可以减轻信号源的负担，提高放大器的输入电压。用作输出级时，其低的输出电阻可放大器的输入电压。用作输出级时，其低的输出电阻可以减小负载变化对输出电压的影响，并易于与低阻负载以减小负载变化对输出电压的影响，并

23、易于与低阻负载相匹配，向负载传送尽可能大的功率。相匹配，向负载传送尽可能大的功率。HomeNextBack例：图示电路例：图示电路，已知已知UCC=12V，RB=200k，RE=2k，RL=3k，RS=100 ，=50。试估算静态工作点，并求试估算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。Rsus+uiRL+uo+UCCC1C2VRBRE+V26. 8287. 112mA87. 10374. 050A37.4mA0374. 02)501 (2007 . 012)1 (ECQCCCEQBQCQEBBEQCCBQRIUUIIRRUUI解：（解：（1）用估算法

24、计算静态工作点）用估算法计算静态工作点HomeNextBack（2）求电压放大倍数uA、输入电阻 Ri和输出电阻 Ro。100987. 126)501 (30026)1 (300EQbeIr1k98. 02 . 1)501 (12 . 1)501 ()1 ()1 (LbeLoRrRUUAiu式中2 . 13/2/LELRRRk4 .472 . 1)501 (1/200)1 (/LbeBRrRRik22501001000beosRrR式中100100/10200/3sBsRRRHomeNextBack功率放大电路的特点功率放大电路的特点功率放大电路的任务是向负载提供足够大的功率，这就功率放大电路

25、的任务是向负载提供足够大的功率，这就要求要求功率放大电路不仅要有较高的输出电压，还要有功率放大电路不仅要有较高的输出电压，还要有较大的输出电流。因此功率放大电路中的晶体管通常工较大的输出电流。因此功率放大电路中的晶体管通常工作在高电压大电流状态，晶体管的功耗也比较大。对晶作在高电压大电流状态，晶体管的功耗也比较大。对晶体管的各项指标必须认真选择，且尽可能使其得到充分体管的各项指标必须认真选择，且尽可能使其得到充分利用。因为功率放大电路中的晶体管处在大信号极限运利用。因为功率放大电路中的晶体管处在大信号极限运用状态，用状态，非线性失真也要比小信号的电压放大电路严非线性失真也要比小信号的电压放大电

26、路严重得多。此外，功率放大电路从电源取用的功率较大，重得多。此外，功率放大电路从电源取用的功率较大，为提高电源的利用率，为提高电源的利用率，必须尽可能提高功率放大电路必须尽可能提高功率放大电路的效率。放大电路的效率是指负载得到的交流信号功率的效率。放大电路的效率是指负载得到的交流信号功率与直流电源供出功率的比值。与直流电源供出功率的比值。HomeNextBack功率放大电路的类型功率放大电路的类型 (a) 甲类 (b) 乙类 (c) 甲乙类0uCEiCuCEiC00uCEiC甲类功率放大电路的静态工作点设置在交流负载线的中点甲类功率放大电路的静态工作点设置在交流负载线的中点。在工作过程中，晶体

27、管始终处在导通状态。这种电路功。在工作过程中，晶体管始终处在导通状态。这种电路功率损耗较大，效率较低，最高只能达到率损耗较大，效率较低，最高只能达到50。乙类功率放大电路的静态工作点设置在交流负载线的截止乙类功率放大电路的静态工作点设置在交流负载线的截止点，晶体管仅在输入信号的半个周期导通。这种电路功率点，晶体管仅在输入信号的半个周期导通。这种电路功率损耗减到最少，使效率大大提高。损耗减到最少，使效率大大提高。甲乙类功率放大电路的静态工作点介于甲类和乙类之间，甲乙类功率放大电路的静态工作点介于甲类和乙类之间，晶体管有不大的静态偏流。其失真情况和效率介于甲类和晶体管有不大的静态偏流。其失真情况和

28、效率介于甲类和乙类之间。乙类之间。HomeNextBackRLV1V2+UCCUCC+ui+uoic1ic2静态（静态（ui=0）时，时，UB=0、UE=0，偏置偏置电压为零，电压为零，V1、V2均处于截止状态，均处于截止状态，负载中没有电流，电路工作在乙类状态负载中没有电流，电路工作在乙类状态。动态（动态（ui0）时，在）时，在ui的正半周的正半周V1导通导通而而V2截止，截止，V1以射极输出器的形式将以射极输出器的形式将正半周信号输出给负载；在正半周信号输出给负载；在ui的负半周的负半周V2导通而导通而V1截止，截止，V2以射极输出器的以射极输出器的形式将负半周信号输出给负载。可见在形式将

29、负半周信号输出给负载。可见在输入信号输入信号ui的整个周期内，的整个周期内，V1、V2两管两管轮流交替地工作，互相补充，使负载获轮流交替地工作，互相补充，使负载获得完整的信号波形，故称互补对称电路得完整的信号波形，故称互补对称电路。由于由于V1、V2都工作在共集电极接法，输出电阻极小，都工作在共集电极接法，输出电阻极小，可与低阻负载可与低阻负载RL直接匹配。直接匹配。HomeNextBackui0tuo10tuo20tuo0t交越失真从工作波形可以看到，在从工作波形可以看到，在波形过零的一个小区域内波形过零的一个小区域内输出波形产生了失真，这输出波形产生了失真，这种失真称为交越失真。产种失真称

30、为交越失真。产生交越失真的原因是由于生交越失真的原因是由于V1、V2发射结静态偏压为发射结静态偏压为零，放大电路工作在乙类零，放大电路工作在乙类状态。当输入信号状态。当输入信号ui小于小于晶体管的发射结死区电压晶体管的发射结死区电压时，两个晶体管都截止，时，两个晶体管都截止，在这一区域内输出电压为在这一区域内输出电压为零，使波形失真。零，使波形失真。HomeNextBackRLV1V2+UCCUCC+ui+uoR1R2R3D1D2为减小交越失真，可给为减小交越失真，可给V1、V2发射结加适当的正向偏发射结加适当的正向偏压，以便产生一个不大的压，以便产生一个不大的静态偏流，使静态偏流，使V1、V

31、2导通导通时间稍微超过半个周期，时间稍微超过半个周期，即工作在甲乙类状态，如即工作在甲乙类状态，如图所示。图中二极管图所示。图中二极管D1、D2用来提供偏置电压。静用来提供偏置电压。静态时三极管态时三极管V1、V2虽然都虽然都已基本导通，但因它们对已基本导通，但因它们对称，称，UE仍为零，负载中仍仍为零，负载中仍无电流流过。无电流流过。HomeNextBack双电源互补对称功率放大电路性能指标：输出功率n转换效率 LCCOMRUP22LimLomomomORURUUIP222222CComCCLomLomEOUUURURUPP42212输入很大时UomUCC ,%5 .784MHomeNext

32、Backn选择功率管 n晶体管总管耗 PC=PE-POn单管最大管耗 PCM 0.2POM 最大反向电压 |UBRCEO| 2UCC 最大集电极电流 ICM LCCRUHomeNextBackRLV1V2+UCC+ui+uoR1R2R3D1D2C+因电路对称，静态时两个晶体因电路对称，静态时两个晶体管发射极连接点电位为电源电管发射极连接点电位为电源电压的一半，负载中没有电流。压的一半，负载中没有电流。动态时，在动态时，在ui的正半周的正半周V1导通导通而而V2截止，截止，V1以射极输出器的以射极输出器的形式将正半周信号输出给负载，形式将正半周信号输出给负载，同时对电容同时对电容C充电；在充电；

33、在ui的负半的负半周周V2导通而导通而V1截止，电容截止，电容C通通过过V2、RL放电，放电，V2以射极输出以射极输出器的形式将负半周信号输出给器的形式将负半周信号输出给负载，电容负载，电容C在这时起到负电在这时起到负电源的作用。为了使输出波形对源的作用。为了使输出波形对称，必须保持电容称，必须保持电容C上的电压上的电压基本维持在基本维持在UCC/2不变，因此不变，因此C的容量必须足够大。的容量必须足够大。前面公式中的前面公式中的UCC 应该用应该用1/2UCC代替代替 HomeNextBack输入级电压放大级电压放大级功率输出级推动级信号源中间级小信号放大电路功率放大电路负载HomeNext

34、Back各极之间通过耦合电容及下级输入电阻连接。优各极之间通过耦合电容及下级输入电阻连接。优点：各级静态工作点互不影响，可以单独调整到点：各级静态工作点互不影响，可以单独调整到合适位置；且不存在零点漂移问题。缺点：不能合适位置；且不存在零点漂移问题。缺点：不能放大变化缓慢的信号和直流分量变化的信号；且放大变化缓慢的信号和直流分量变化的信号；且由于需要大容量的耦合电容，因此不能在集成电由于需要大容量的耦合电容，因此不能在集成电路中采用。路中采用。一、一、 将前一级的输出用电容连接到后将前一级的输出用电容连接到后一级的输入端的耦合方式，称之为阻容耦合。一级的输入端的耦合方式，称之为阻容耦合。阻容耦

35、合放大电路的特点：阻容耦合放大电路的特点：级间耦合：级间耦合：多级放大电路的每一个基本放大电路称为一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。多级放大电路有四级；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：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和种基本耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。光电耦合。HomeNextBack二、直接耦合：将前一级的输出用导线直接连接二、直接耦合：将前一级的输出用导线直接连接到后一级的输入端的耦合方式，称之为到后一级的输入端的耦合方式，称之为直接耦合直接耦合。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：

36、优点：具有良好的低频特性，可以放大缓慢变化的信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。号；无大电容和电感，容易集成。HomeNextBack 缺点：缺点：静态工作点相互影响，分析、计算、设计较复静态工作点相互影响，分析、计算、设计较复杂；存在零点漂移。杂；存在零点漂移。HomeNextBackHomeNextBack三、三、 变压器耦合变压器耦合 将前一级的输出通过变压器连接到后一级的输入端将前一级的输出通过变压器连接到后一级的输入端（或负载上）的耦合方式，称之为（或负载上）的耦合方式，称之为变压器耦合变压器耦合。变压器耦合放大电路的直流通路也是相互独立的，电变压

37、器耦合放大电路的直流通路也是相互独立的，电路的分析、计算和调试比较容易；可以实现阻抗变换路的分析、计算和调试比较容易；可以实现阻抗变换，在分立元件功率放大电路中应用广泛。其缺点是低，在分立元件功率放大电路中应用广泛。其缺点是低频特性差，不能放大缓慢变化的频特性差，不能放大缓慢变化的 信号；体积大，而且信号；体积大，而且非常笨重，不能集成化。非常笨重，不能集成化。四、四、 光电耦合光电耦合光电耦合：光电耦合：以光信号为媒质来实现电信号的耦合与传递。以光信号为媒质来实现电信号的耦合与传递。HomeNextBack耦合放大电路分析耦合放大电路分析一、阻容耦合（一、阻容耦合（1）静态分析：各级单独计算

38、。）静态分析：各级单独计算。（2）动态分析）动态分析电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积。电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积。21o1oo1ouuiiuAAUUUUUUA注意：计算前级的电压放大倍数时必须把后级的输入电注意：计算前级的电压放大倍数时必须把后级的输入电阻考虑到前级的负载电阻之中。如计算第一级的电压放阻考虑到前级的负载电阻之中。如计算第一级的电压放大倍数时，其负载电阻就是第二级的输入电阻。大倍数时，其负载电阻就是第二级的输入电阻。输入电阻就是第一级的输入电阻。输入电阻就是第一级的输入电阻。输出电阻就是最后一级的输出电阻。输出电阻就是最后一级的输出电阻。HomeNextBack

39、例例 在图示两级组容耦合放大电路中，已知12CCUV，30B11Rk，15B21Rk，3C1Rk，3E1Rk，20B12Rk，10B22Rk，5 . 2C2Rk，2E2Rk，5LRk，50217 . 0BE2BE1UUV。求：（1）各级电路的静态值；（2）各级电路的电压放大倍数1uA、2uA和总电压放大倍数uA；（3）各级电路的输入电阻和输出电阻。Rsus+uiRC1C1C2V1RB11RB12CE1RL+uo+UCCRC2C3V2RB21RB22CE2RE1RE2+uo1+HomeNextBackHomeNextBackrbe1+o1Ub1I+iUb1IRC1RB11Rs +sU RB12r

40、be2+oUb2Ib2IRC2RLRB21RB22第一级第二级HomeNextBackHomeNextBackHomeNextBackHomeNextBack C1 + Rs 图图 3.5 阻容耦合多级放大电路阻容耦合多级放大电路 Rc1 + ouRc2 +Vcc Rb11 T2 T1 suRb12 Rb2 Re1 RL C2 C3 Ce1 提示：提示：（1 1）在直流）在直流通路上求解静态工作点，通路上求解静态工作点，此时电容相当于开路；此时电容相当于开路；（2 2）在微变等效电路）在微变等效电路上求解交流参数，此时上求解交流参数，此时电容和直流电源均相当电容和直流电源均相当于短路于短路。

41、阻容耦合放大电路的直流通路是相互独立的，电路阻容耦合放大电路的直流通路是相互独立的，电路的分析、计算和调试比较容易，是分立元件放大电路的的分析、计算和调试比较容易，是分立元件放大电路的主要耦合方式。其缺点是低频特性差，不能放大缓慢变主要耦合方式。其缺点是低频特性差，不能放大缓慢变化的化的 信号；由于耦合电容容量较大，所以不便于集成化。信号；由于耦合电容容量较大，所以不便于集成化。 例例 图图3.5所示阻容耦合放大电路，推导静态工作点、电所示阻容耦合放大电路，推导静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的表达式。压放大倍数、输入电阻和输出电阻的表达式。HomeNextBack阻容耦合放大的频

42、率特性和频率失真阻容耦合放大的频率特性和频率失真AuAum0.707AumfHfLf通频带共发射级放大电路的幅频特性：电压放大倍数近似为常数。：电压放大倍数近似为常数。：耦合电容和发射极旁路电容的容抗增大，以：耦合电容和发射极旁路电容的容抗增大，以致不可视为短路，因而造成电压放大倍数减小。致不可视为短路，因而造成电压放大倍数减小。：晶体管的结电容以及电路中的分布电容等的：晶体管的结电容以及电路中的分布电容等的容抗减小，以致不可视为开路，也会使电压放大倍数容抗减小，以致不可视为开路，也会使电压放大倍数降低。降低。HomeNextBack电压放大倍数与频率的函数关系。电压放大倍数与频率的函数关系。

43、相位移与频率的函数关系，二者统称为相位移与频率的函数关系，二者统称为。放大电路呈现带通特性。图中。放大电路呈现带通特性。图中fH和和fL为电压为电压放大倍数下降到中频段电压放大倍数的放大倍数下降到中频段电压放大倍数的0.707倍时所对应的倍时所对应的两个频率，分别称为两个频率，分别称为和和，其差值称为，其差值称为。一般情况下，放大电路的输入信号都是非正弦信号，其中一般情况下，放大电路的输入信号都是非正弦信号，其中包含有许多不同频率的谐波成分。由于放大电路对不同频包含有许多不同频率的谐波成分。由于放大电路对不同频率的正弦信号放大倍数不同，相位移也不一样，所以当输率的正弦信号放大倍数不同，相位移也

44、不一样，所以当输入信号为包含多种谐波分量的非正弦信号时，若谐波频率入信号为包含多种谐波分量的非正弦信号时，若谐波频率超出通频带，输出信号超出通频带，输出信号uo波形将产生失真。这种失真与放波形将产生失真。这种失真与放大电路的频率特性有关，故称为大电路的频率特性有关，故称为。HomeNextBackHome二、二、 直接耦合直接耦合 Next 将前一级的输出用导线直接连接到后一级的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，称之为输入端的耦合方式，称之为直接耦合直接耦合。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 例例4.5.1 计算图计算图3.13.1

45、所示直接耦合放大电路的静态所示直接耦合放大电路的静态工作点，并在输出特性曲线上标出该静态工作点，工作点，并在输出特性曲线上标出该静态工作点，进行动态范围和失真的定性分析。计算放大电路进行动态范围和失真的定性分析。计算放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。HomeNextBackHomeNextBack + Rs 图图 3.1 直直接接耦耦合合多多级级放放大大电电路路 Rc1 + ouRc2 +Vcc Rb2 T2 T1 suiu + 已知：已知：R Rs s=1.5k=1.5k ，R Rb1b1=20k=20k ，R Rc1c1=2.2k=2.2k ，

46、R Rc2c2=720=720 ， V Vcccc=12V=12V， 1 1= = 2 2=50=50， T T1 1、T T2 2均为硅管。均为硅管。 6 5 4 3 2 1 0 5 vCE (V) iC(mA) 10 50 A 150 A 100 A 200 A IB=250 A HomeNextBackHomeNextBack + VCE2 - IC2 IB 2 + VCE1 - IC1 IB 1 Rs 图图 3.2 直直 流流 通通 路路 Rc1 Rc2 +Vcc Rb1 T2 T1 )(1005 . 17 . 0207 . 0121111AkkRVRVVIsBEbBECCB )(51

47、11mAIIBC )(7 . 021VVVBECE )(20052 . 27 . 0121122AkIRVVICCBECCB )(10222mAIIBC )(8 . 47201010123222VRIVVCCCCCE Q2 Q1 6 5 4 3 2 1 0 5 vCE (V) iC(mA) 10 50 A 150 A 100 A 200 A IB=250 A 从计算的过程可以看出，从计算的过程可以看出，直接耦合放大电路的静态工作直接耦合放大电路的静态工作点是相互影响的；从图中可以点是相互影响的；从图中可以看出，看出，T T1 1的静态工作点靠近饱的静态工作点靠近饱和区，容易产生饱和失真。和区，

48、容易产生饱和失真。HomeNextBackHomeNextBack21212221122111112211222)/()/(vvbebecbecbebecbebebecbebecbeiovAArrRrRrrRIrIRrIRIVVA Rs Rc1 + ouRc2 +Vcc Rb1 T2 T1 + suiu+ 图图 3.1 直直接接耦耦合合多多级级放放大大电电路路 + Rc1 + ouRc2 Rb1 T2 T1 iu + Rc1 + Rc2 Rb1 iUrbe1 rbe2 1beI11beI 2beI22beI oU11/bebiiirRIVr 2coRr HomeNextBackHomeNext

49、Back + Rb1 图图 3. 2 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. 3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 3. 4 第第一一、二二级级采采用用互互补补管管 Rc1 ouRc2 +Vcc Rb2 T2 T1 iuRe2 问题：问题：Re2的接入将大大降低第的接入将大大降低第二级的电压放大倍数，从而影二级的电压放大倍数，从而影响整个放大电路的放大能力。响整个放大

50、电路的放大能力。问题：问题：DZ的接入将逐级抬高的接入将逐级抬高集电极的静态电位，使之接集电极的静态电位，使之接近于电源电压，引起后级的近于电源电压，引起后级的静态工作点不合适。静态工作点不合适。HomeNextBackHomeNextBack + RL N2 N1 C1 图图 3.6 变变压压器器耦耦合合放放大大电电路路 ou+Vcc Rb1 T1 suRb2 + Rs Re1 Ce1 提示：提示：（1 1）在直流通路）在直流通路上求解静态工作点，此时电上求解静态工作点，此时电容相当于开路，电感相当于容相当于开路，电感相当于短路；（短路；（2 2）在微变等效电路）在微变等效电路上求解交流参数

51、，此时电容上求解交流参数，此时电容和直流电源均相当于短路，和直流电源均相当于短路，变压器相当于阻抗变换器变压器相当于阻抗变换器。三、三、 变压器耦合变压器耦合 将前一级的输出通过变压器连接到后一级的输入端将前一级的输出通过变压器连接到后一级的输入端（或负载上）的耦合方式，称之为（或负载上）的耦合方式，称之为变压器耦合变压器耦合。LLLRNNRnR2212 例例3.3 对图对图3.6所示放大电所示放大电路进行静态和动态分析。路进行静态和动态分析。HomeNextBackHomeNextBack 变压器耦合放大电路的直流通路也是相互独变压器耦合放大电路的直流通路也是相互独立的，电路的分析、计算和调

52、试比较容易；可立的，电路的分析、计算和调试比较容易；可以实现阻抗变换，在分立元件功率放大电路中以实现阻抗变换，在分立元件功率放大电路中应用广泛。其缺点是低频特性差，不能放大缓应用广泛。其缺点是低频特性差，不能放大缓慢变化的慢变化的 信号；体积大，而且非常笨重，不能信号；体积大，而且非常笨重，不能集成化。集成化。 rd e c + iD 图图 3.7 光光电电耦耦合合器器及及其其交交流流小小信信号号等等效效模模型型 DuiC e c dIcIdICTR 四、四、 光电耦合光电耦合 光电耦合：光电耦合：以光信号为媒质来实现电信号的耦合与传递。以光信号为媒质来实现电信号的耦合与传递。HomeNext

53、BackHomeNextBack + uo - + us - 图图 3.9 光光电电耦耦合合放放大大电电路路 Rc +Vcc Rs 输出特性：输出特性：DICECufi)( 传输比：传输比：)5 . 11 . 0(只只有有CEUBCiiCTR 增增大大 0 vCE (V) iC(mA) ID 图图 3.8 输输出出特特性性曲曲线线 光电耦合放大电路的最光电耦合放大电路的最大优点是可以实现输入回路大优点是可以实现输入回路和输出回路的电气隔离，从和输出回路的电气隔离，从而可有效地抑制电干扰。但而可有效地抑制电干扰。但其放大能力较差，可用集成其放大能力较差，可用集成光电耦合放大器解决。光电耦合放大器

54、解决。HomeNextBackidididuuu2/121基本差动放大电路 共模输入两晶体管的输入端是个大小相等、极性相同电压 ui1 = ui2 = uic差模输入两输入电压大小相等、极性相反 HomeNextBack4.5.1 抑制零漂的方法有多种，如采用温度补偿电路、稳压电抑制零漂的方法有多种，如采用温度补偿电路、稳压电源以及精选电路元件等方法。最有效且广泛采用的方法源以及精选电路元件等方法。最有效且广泛采用的方法是输入级采用差动放大电路。是输入级采用差动放大电路。RCRCREUEE+UCCV1V2+ui1+ uo +ui2+uo1+uo2o2o1o21uuuuuuiiiHomeNext

55、Back，uil=ui20 ，此时由负电源，此时由负电源UEE通过电阻通过电阻RE和两和两管发射极提供两管的基极电流。由于电路的对称性，两管发射极提供两管的基极电流。由于电路的对称性，两管的集电极电流相等，集电极电位也相等，即：管的集电极电流相等，集电极电位也相等，即：IC1= IC2UC1= UC2输出电压：输出电压：uo UC1 UC2=0，两管的集电极电流都会增大，集电极电位，两管的集电极电流都会增大，集电极电位都会下降。由于电路是对称的，所以两管的变化量相等都会下降。由于电路是对称的，所以两管的变化量相等。即：。即：IC1= IC2UC1= UC2输出电压：输出电压：uo (UC1 +

56、 UC1)( UC2 +UC2 )=0即消除了零点漂移。即消除了零点漂移。HomeNextBack共模信号：两输入端加的信号大小相等、极性相同。共模信号：两输入端加的信号大小相等、极性相同。iiiuuu210o2o1oo2o1uuuuAuuiu共模电压放大倍数：共模电压放大倍数：0ociuuA说明电路对共模信号无放大作用，即完全抑制了共模信号。说明电路对共模信号无放大作用，即完全抑制了共模信号。实际上，差动放大电路对零点漂移的抑制就是该电路抑制实际上，差动放大电路对零点漂移的抑制就是该电路抑制共模信号的一个特例。所以差动放大电路对共模信号抑制共模信号的一个特例。所以差动放大电路对共模信号抑制能

57、力的大小，也就是反映了它对零点漂移的抑制能力。能力的大小，也就是反映了它对零点漂移的抑制能力。HomeNextBack因两侧电路对称，放大倍数相等，电压放大倍数用因两侧电路对称，放大倍数相等，电压放大倍数用Ad表表示，则：示，则：差模信号：两输入端加的信号大小相等、极性相反。差模信号：两输入端加的信号大小相等、极性相反。idiidididuAuuAuuuuAuuAu)( 21o2o1o2o21o1差模电压放大倍数差模电压放大倍数：diAuuAod可见差模电压放大倍数等于单管放大电路的电压放大倍可见差模电压放大倍数等于单管放大电路的电压放大倍数。差动放大电路用多一倍的元件为代价，换来了对零数。差

58、动放大电路用多一倍的元件为代价，换来了对零漂的抑制能力。漂的抑制能力。idiiuuu2121HomeNextBack比较输入：两个输入信号电压的大小和相对极性是任比较输入：两个输入信号电压的大小和相对极性是任意的，既非共模，又非差模。意的，既非共模，又非差模。比较输入可以分解为一对共模信号和一对差模信号的比较输入可以分解为一对共模信号和一对差模信号的组合，即：组合，即：idiciidiciuuuuuu21)(21)(212121iiidiiicuuuuuu式中式中uic为共模信号，为共模信号，uid为差模信号。由以上两式可解为差模信号。由以上两式可解得：得：HomeNextBack对于线性差动

59、放大电路，可用叠加定理求得输出电压：对于线性差动放大电路，可用叠加定理求得输出电压：iddicciddiccuAuAuuAuAuo2o1)(221o2o1oiididduuAuAuuu上式表明，输出电压的大小仅与输入电压的差值有关，上式表明，输出电压的大小仅与输入电压的差值有关，而与信号本身的大小无关，这就是差动放大电路的差值而与信号本身的大小无关，这就是差动放大电路的差值特性。特性。对于差动放大电路来说，差模信号是有用信号，要求对对于差动放大电路来说，差模信号是有用信号，要求对差模信号有较大的放大倍数；而共模信号是干扰信号，差模信号有较大的放大倍数；而共模信号是干扰信号，因此对共模信号的放大

60、倍数越小越好。对共模信号的放因此对共模信号的放大倍数越小越好。对共模信号的放大倍数越小，就意味着零点漂移越小，抗共模干扰的能大倍数越小，就意味着零点漂移越小，抗共模干扰的能力越强，当用作差动放大时，就越能准确、灵敏地反映力越强，当用作差动放大时，就越能准确、灵敏地反映出信号的偏差值。出信号的偏差值。HomeNextBackcdCMRlg20AAK共模抑制比越大，表示电路放大差模信号和抑制共模信号共模抑制比越大，表示电路放大差模信号和抑制共模信号的能力越强。的能力越强。在一般情况下，电路不可能绝对对称，在一般情况下，电路不可能绝对对称，Ac0。为了全面为了全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共