第5章 级联放大电路

1、第第6章章 级联放大电路级联放大电路6.1 概述概述多级放大电路多级放大电路作用：提高放大倍数（增益）作用：提高放大倍数（增益）级联连接方式级联连接方式uiuo 6.26.2 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式多极放大电路的前一级的输出信号通过一定的方式多极放大电路的前一级的输出信号通过一定的方式传送到下一级的输入端传送到下一级的输入端称为极间耦合。称为极间耦合。放大电路的级间耦合应满足条件放大电路的级间耦合应满足条件: :必须要保证信号的传输；必须要保证信号的传输；保证各级的静态工作点正确。保证各级的静态工作点正确。（一）阻容耦合（一）阻容耦合: :级间采用电容耦合。级间采用电容耦

2、合。特点：特点：1.1.电路简单、各级工作点相互独立。（优点）电路简单、各级工作点相互独立。（优点）2.2.不能传送直流及变化缓慢的信号；且不宜集成（缺不能传送直流及变化缓慢的信号；且不宜集成（缺点）点）各种耦合方式及特点各种耦合方式及特点电容的作用：电容的作用：传送交流信号；阻隔直流。传送交流信号；阻隔直流。与下级输入电阻构成与下级输入电阻构成阻容耦合阻容耦合阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路（二）（二） 变压器耦合变压器耦合1.变压器耦合可隔除直流，传递一定频率的交流信号，因此变压器耦合可隔除直流，传递一定频率的交流信号，因此各级的各级的 Q 互相独立。互相独立。2.可以实现输出级与可以实现

3、输出级与负载的阻抗变换，以负载的阻抗变换，以获得有效的功率传输。获得有效的功率传输。两级间利用变压器来传送信号的耦合方式称两级间利用变压器来传送信号的耦合方式称变压器耦合变压器耦合。变压器耦合的特点：变压器耦合的特点：变压器耦合放大电路变压器耦合放大电路变压器耦合阻抗变换的原理如图。变压器耦合阻抗变换的原理如图。N1 / N2 =U1 / U2; N2 / N1 =I1 / I2; 理想条件下，变压器原副边的匝数比为：理想条件下，变压器原副边的匝数比为：可通过调整匝比可通过调整匝比 n 使原、副端阻抗匹配。使原、副端阻抗匹配。变压器的阻抗变换变压器的阻抗变换RLU1 =U2 N1 / N2 I

4、1 = I2 N1 / N2RL = U1 / I1 = (N1 / N2 ) 2 RL = n2 RL( (三三) ) 直接耦合放大电路直接耦合放大电路两级间不采用任何器件，直接相连的耦合方式称两级间不采用任何器件，直接相连的耦合方式称直接耦合直接耦合。直接耦合放大电路直接耦合放大电路 (2).直接耦合使各放大级直接耦合使各放大级的的工作点互相影响工作点互相影响。(3).温度漂移严重。（逐级温度漂移严重。（逐级放大；采用差放可解决）放大；采用差放可解决）1.1.直接耦合的特点：直接耦合的特点：(1).直接耦合电路简单、便于直接耦合电路简单、便于集成，且可传送直流或变化集成，且可传送直流或变化

5、缓慢的信号。（优点）缓慢的信号。（优点）2.2.直接耦合放大电路的问题：直接耦合放大电路的问题：e2(1).若若e2直接接地：会造成直接接地：会造成T1管饱和。管饱和。解决方法：采用二极管、稳压管或采用解决方法：采用二极管、稳压管或采用NPN+PNP组合电平组合电平移动直接耦合放大电路移动直接耦合放大电路。集电极电位会逐级提高，集电极电位会逐级提高，后面放大级要加入更大的射极后面放大级要加入更大的射极电阻而无法设置电阻而无法设置正确的工作点正确的工作点。只适用级数较少的电路。只适用级数较少的电路。(2).接电阻接电阻Re：NPN+PNPNPN+PNP组合电平移动直接耦合放大电路组合电平移动直接

6、耦合放大电路级间采用级间采用NPNNPN管和管和PNPPNP管搭配的方式，如图所示。管搭配的方式，如图所示。NPNNPN和和PNPPNP管组合管组合由于由于NPNNPN管集电极电位高于基极电位，管集电极电位高于基极电位，PNPPNP管集电极电位低管集电极电位低于基极电位，于基极电位，它们的组合使用可它们的组合使用可避免集电极电位的避免集电极电位的逐级升高。逐级升高。( (四四) ) 光电耦合放大电路光电耦合放大电路IiE1RLIoD2RLUoD1E2+-Ui两级间利用光电耦合器来传送信号的耦合方式称两级间利用光电耦合器来传送信号的耦合方式称光电耦合光电耦合。1.原理：原理：采用发光二极管和光敏

7、二极管构成；采用发光二极管和光敏二极管构成；输入电压使输入电压使D1发光；发光；光使光使D2产生电流，输出产生电流，输出Uo2.2.光电耦合的特点：光电耦合的特点：抗干扰性强。（干扰信号不能产生持续的电流、密封、抗干扰性强。（干扰信号不能产生持续的电流、密封、单相传输、输入输出不共地解决地线干扰）单相传输、输入输出不共地解决地线干扰）6.3 多级放大电路的分析方法多级放大电路的分析方法Au1第一级第一级Au2第二级第二级Aun末末 级级uiuo1RLRSuousuo2ui2uiniiiouuAu nuuuuuuuuioi3o32i2oi1o. = Au1Au2 AunAu1(dB) = Au1

8、 (dB) + Au2 (dB) + + Aun (dB) 考虑级与级之间的相互影响，计算各级电压放大考虑级与级之间的相互影响，计算各级电压放大倍数时，应把后级的输入电阻作为前级的负载处理倍数时，应把后级的输入电阻作为前级的负载处理!（1）放大倍数的计算）放大倍数的计算（2）输入和输出电阻的计算）输入和输出电阻的计算多级放大电路的输入电阻为多级放大电路的输入电阻为第一级第一级放大电路的输入电阻。放大电路的输入电阻。多级放大电路的输出电阻为多级放大电路的输出电阻为最后一级最后一级放大电路的输出电阻。放大电路的输出电阻。多级放大电路电压增益的计算多级放大电路电压增益的计算求分立元件多级放大电路电压

9、增益有两种方法求分立元件多级放大电路电压增益有两种方法: :(1).(1).输入电阻法输入电阻法: :将后一级的输入电阻作为前一级的负载，将后一级的输入电阻作为前一级的负载，即将第二级的输入电阻与第一级集电极负载电阻并联。即将第二级的输入电阻与第一级集电极负载电阻并联。多级放大电路的增益：多级放大电路的增益： n1=iin321AAAAAA(2).(2).开路电压法开路电压法: :将后一级与前一级开路，计算前一级的开路电压将后一级与前一级开路，计算前一级的开路电压增益和输出电阻，并将其作为信号源内阻加以考虑，增益和输出电阻，并将其作为信号源内阻加以考虑，共同作用到后一级的输入端。共同作用到后一

10、级的输入端。现以两级放大电路为例说明：参数如图所示。现以两级放大电路为例说明：参数如图所示。hfe1= hfe2 =hfe=100; UBE1=UBE2=0.7V。试计算总电压增益。试计算总电压增益。分别用输入电阻法和分别用输入电阻法和开路电压法计算。开路电压法计算。 两级放大电路计算例两级放大电路计算例 已知三极管的参数为已知三极管的参数为: :UCEQ1=EcIC1Rc1IE1Re1 Ec IC1(Rc1+Re1)=4.7VIE1Q=(UB1 UBE)/ Re1UB1= Ec Rb2 / (Rb1+Rb2)IB1Q= IC1Q / =9.3 AIC1Q IE1Q = 0.93mA( (一一

11、) )用输入电阻法求电压增益用输入电阻法求电压增益（1）求静态工作点）求静态工作点V26. 71 . 593. 012c1CQ1cB2C1RIEUUEQ2CQ2E2e2/4.54/3.9 1.16mAIIURC2CQ2c21.16 4.35VUIRE2C11BE20.935.10.24.54VcUIRUCEQ2E2C212 4.54 52.46VcUEUU （2 2）求电压增益）求电压增益先计算三极管的输入电阻先计算三极管的输入电阻: :ie1bbe1ie2bbe226(mV)26=(1)300 1013.1k(mA)0.9326(mV)26=(1)300 1012.56k(mA)1.16fe

12、fehrhIhrhI再计算电压增益再计算电压增益: :ie2i2ie1i2c1U1; 3 .581 . 3) 8 . 2/1 . 5 (100)/(=hRhRRhAfe式中c2LU2ie2(/ /)100 4.3=1682.56fehRRAh UU1U258.3 ( 168)9794AA A 如求从如求从US算起的电压增益，需计算第一级的输入电阻算起的电压增益，需计算第一级的输入电阻Ri1 =hie1 / Rb1 / Rb2 =3.1/51/20 =3.1/14.4=2.55ki1US1U1si1USUS1U22.55=( 58.3)41.9+1 2.5541.9 ( 168)7039RAAR

13、 RAAA ( (二二) ) 用开路电压法求电压增益用开路电压法求电压增益 第一级的开路电压增益第一级的开路电压增益5 .1641 . 31 . 5100=ie1c1U1hRhAfec1o1RRc2i2U2o1i2ie2=2.56100 4.35.1 2.562.5656feh RRARRhUUO1U2=( 164.5) ( 56)9212AAA 因此：因此：如图所示的两级电压放大电路，如图所示的两级电压放大电路，已知已知1= 2 =50, T1和和T2均为均为3DG8D。 RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+B1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.

14、5k 510 10k oU.Ui.（1 1）求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数）求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数 994 022 950)(1322 9)501 ()1 ()1 (L111beL111u.RrRA 2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_2ER Ui.oU.o1U. 1851. 050)(179. 11050)1 (2E2be22C2 RrRAu 总电压放大倍数总电压放大倍数9 . 1718)(994. 021 uuuAAA2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_2ER Ui.oU

15、.o1U.2ir1iirr 2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_2ER Ui.oU.o1U. 由微变等效电路可知，放大电路的输入电阻由微变等效电路可知，放大电路的输入电阻 ri 等等于第一级的输入电阻于第一级的输入电阻ri1。第一级是射极输出器，它。第一级是射极输出器，它的输入电阻的输入电阻ri1与负载有关，而射极输出器的负载即与负载有关，而射极输出器的负载即是第二级输入电阻是第二级输入电阻 ri2。 k58. 196. 0265120026)1(200Ebe2 Ir k 14)1 (/E2be2B2B12 RrRRri k 22. 9k14271427/i2E1L1 rRR2ir2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_2ER Ui.oU.o1U. k 349 02650)(120026) (1200rE11be1 .I k 320)1 (/L1be1B1i1i RrRrr 2oorr k10C2o2o Rrr2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_2ER Ui.oU