第三章多级放大电路

第三章多级放大电路2输入级要求尽可能多的从信号源取得信号。中间级的主要任务是电压放大，多级放大电路的放大倍数，主要取决于中间级。输出级主要是推动负载。多级放大电路的组成

第三章33.1多级放大电路的耦合方式将多个单级基本放大电路合理联接，构成多级放大电路组成多级放大电路的每一个基本电路称为一级，级与级之间的连接称为级间耦合。四种常见的耦合方式：直接耦合阻容耦合变压器耦合光电耦合第三章4直接耦合图（a)两个单管放大电路简单的直接耦合特点：

(1)

可以放大交流和缓慢变化及直流信号；

(2)

便于集成化。

(3)各级静态工作点互相影响；基极和集电极电位会随着级数增加而上升；

(4)零点漂移（如何克服）。Rc1Rb1+VCC+T1+Rc2Rb2T2第三章5一、直接耦合放大电路静态工作点的设置改进电路—(b)电路中接入Re2，保证第一级集电极有较高的静态电位，但第二级放大倍数严重下降。

改进电路—(c1)稳压管动态电阻很小，可以使第二级的放大倍数损失小。但集电极电压变化范围减小。DZRc1Rb1+VCC+T1+Rc2RT2(c)Rc1Rb1+VCC+T1+Rc2Re2T2(b)第三章6第三章改进电路—(c2)+VCCRc1Rb1+T1+Rc2Rb2T2Dz改进电路—(d)

可降低第二级的集电极电位，又不损失放大倍数。但稳压管噪声较大。

NPN管和PNP管混合使用，可获得合适的工作点。为经常采用的方式。(c)Rc1Rb1+VCC+T1+Re2Rc2T2-(d)图直接耦合放大电路静态工作点的设置7阻容耦合图阻容耦合放大电路C1RC1Rb1+VCCC2RL++T1++Rc2Rb2C3T2+第一级第二级特点：静态工作点相互独立，在分立元件电路中广泛使用。在集成电路中无法制造大容量电容，不便于集成化，尽量不用。第三章8变压器耦合图变压器耦合共射放大电路(a)电路(b)交流等效电路以前功率放大电路广泛采用此耦合方式。目前基本不用。第三章9变压器耦合放大电路选择恰当的变比，可在负载上得到尽可能大的输出功率。变压器耦合放大电路第二级VT2、VT3组成推挽式放大电路，信号正负半周VT2、VT3

轮流导电。第三章10光电耦合光电耦合是以光信号为媒介来实现电信号的耦合和传递的，因而其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应用。一、光电耦合图光电耦合器及其传输特性发光元件光敏元件第三章11二、光电耦合放大电路图3.1.6光电耦合放大电路目前市场上已有集成光电耦合放大电路，具有较强的放大能力。第三章123.2多级放大电路的动态分析一、电压放大倍数总电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即其中，n

为多级放大电路的级数。二、输入电阻和输出电阻

通常，多级放大电路的输入电阻就是输入级的输入电阻；输出电阻就是输出级的输出电阻。

具体计算时，有时它们不仅仅决定于本级参数，也与后级或前级的参数有关。第三章13如图所示的两级电压放大电路，已知β1=β2=50,T1和T2均为3DG8D。计算前、后级放大电路的静态值(UBE=0.6V)及电路的动态参数。

RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010koU.Ui.例:1第三章14

两级放大电路的静态值可分别计算。

RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010koU.Ui.解:第三章15第一级是射极输出器:第三章16第二级是分压式偏置电路第三章17计算

r

i和r

0小信号等效电路2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui.oU.o1U.由等效电路可知，放大电路的输入电阻

ri等于第一级的输入电阻ri1。第一级是射极输出器，它的输入电阻ri1与负载有关，而射极输出器的负载即是第二级输入电阻

ri2。第三章182bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui。oU.o1U.第三章192bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui。oU.o1U.第三章20求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数第一级放大电路为射极输出器2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui.oU.o1U.第三章21第二级放大电路为共发射极放大电路总电压放大倍数2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui.oU.o1U.第三章223.3直接耦合放大电路一、零点漂移现象及其产生的原因直接耦合时，输入电压为零，但输出电压离开零点，并缓慢地发生不规则变化的现象。原因：放大器件的参数受温度影响而使Q点不稳定。也称温度漂移。图零点漂移现象uOtOuItO放大电路级数愈多，放大倍数愈高，零点漂移问题愈严重。直接耦合放大电路的零点漂移现象第三章23二、抑制温度漂移的方法：(1)

引入直流负反馈以稳定Q

点；(2)

利用热敏元件补偿放大器的零漂；利用热敏元件补偿零漂R2R1+VCC+T2+RcT1uIuOiC1ReRuB1(3)

采用差分放大电路。第三章243.3.2差分放大电路差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路一、电路的组成图3.3.2差分放大电路的组成(a)TRe利用射极电阻稳定Q点但仍存在零点漂移问题图3.3.2差分放大电路的组成(b)TReuOVT的UCQ变化时，直流电源V始终与之保持一致。第三章25Rb2Rb1+uI2-+uI1-VBBVBB采用与图（a）所示电路参数完全相同，管子特性也相同的电路图差分放大电路的组成(c)电路以两只管子集电极电位差为输出，可克服温度漂移。共模信号输入信号uI1和uI2大小相等，极性相同。差模信号输入信号uI1和uI2大小相等，极性相反。差分放大电路也称为差动放大电路第三章26差分放大电路的改进图—将发射极电阻合二为一,对差模信号Re相当于短路。长尾式差分放大电路第三章T2+VCCT1RCRC-VEERLuoui1ui2+_+_Re27二、长尾式差分放大电路第三章T2VCCT1RC2RC1ReVEE

T2+VCCT1RC1RC2-VEERLuoui1ui2+_+_Re1.静态分析由于电路结构对称，管子特性一致。IBQ1=IBQ2=

IBQICQ1=ICQ2=ICQUCEQ1=UCEQ2=UCEQ28第三章2.动态分析（1）差模放大作用ui1=-ui2即相当于输入一对差模信号ib1=-ib2

ie1=-ie2

uc1=-uc2流过Re上的交流电流：ie=ie1+ie2=0Re上交流压降为0。因此，画交流通路时，Re可视为短路，即两管的发射极接地。由uc1=-uc2可知RL两端电位一端为正，一端为负，RL的中点应是地电位，即每管对地的负载电阻为RL/2.T2+VCCT1RC1RC2-VEERLuoui1ui2+_+_Re29第三章ib1ib2ic2ic1T1RC1ui1ui2+RC2T2uo1uo2uoduid+__差模放大倍数:

差模输入电阻:

差模输出电阻:

++RC_uidib_ibicicrbeRCuodrbe2.动态分析（1）差模放大作用30第三章ui1=ui2=uicib1=ib2

ie1=ie2流过Re上的电流：iRe=ie1+ie2=2ie1Re上的电压：uRe=ie12Reuo1=uo22.动态分析（2）共模抑制作用T2+VCCT1RC1RC2-VEERLuocui1ui2+_+_ReicocucuuA=差放电路对共模信号具有很强的抑制能力，Re越大抑制能力越强，Auc远小于1。由外界因素产生的同向漂移将有效的被抑制，如温度等。31第三章T1RC1++_RC2T2uo1uocuicib1ib2ic2ic1Re2ieuo2共模放大倍数:共模输入电阻:共模输出电阻:（2）共模抑制作用2.动态分析323.电压传输特性放大电路的输出电压和输入电压之间的关系曲线。uo＝f(uI)如改变uI的极性，可得另一条图中虚线所示的曲线，它与实线完全对称。uIuo第三章33三、差分放大电路的四种接法<A>双入、双出<B>双入、单出<C>单入、双出<D>单入、单出基于不同的应用场合，有双、单端输入和双、单端输出的情况。所谓“单端”指一端接地。“单端”的情况，还具有共模抑制能力吗？如何进一步改进呢？第三章34静态工作点IE1=IE2=(UEE―UBE)∕2REUCE1=UC+UEE―REIE1.双端输入单端输出电路IB1=IB2=IE1/(1+β)注意：由于输出回路的不对称性，UCEQ1≠UCEQ2。第三章uo+VT1VT2+VCCRCRCRe-VEERLui+_UC=VCCRL∕(RC+RL)―ICRLRC∕(RC+RL)35静态分析2.单端输入、双端输出与双入双出的一样IE1=IE2=(VEE―VBE)∕2RE；VCE1=VCE2≈VCC+VEE―(RC+2RE)IEVo=0IB1=IB2=IE1/(1+β)VT2+VCCVT1RCRCRe-VEERLuoui++_第三章36静态分析与双入单出的一样IE=(VEE―VBE)∕2RE；VCE1=UC+VEE―REIEUC=VCCRL∕(RC+RL)―ICRLRC∕(RC+RL)3.单端输入、单端输出动态分析：与双入单出的一样。（略）IB1=IB2=IE1/(1+β)VT1VT2+VCCRCRCRe-VEERLuoui++第三章37

双端输出时：

单端输出时：

(2)共模电压放大倍数

与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：

双端输出时：

单端输出时：4.差动放大器动态参数计算总结(1)差模电压放大倍数与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：第三章38

(3)差模输入电阻

不论是单端输入还是双端输入，差模输入电阻Rid是基本放大电路的两倍。

(4)输出电阻

单端输出时双端输出时第三章39(5)共模抑制比

共模抑制比KCMR是差分放大器的一个重要指标。或

双端输出时KCMR可认为等于无穷大，单端输出时共模抑制比：第三章40第三章四、改进型差分放大电路

用三极管代替“长尾式”电路的长尾电阻，即构成恒流源式差分放大电路RcT1T2Rc+uoRRuI1uI2+VCCReRb2Rb1VEET31.电路组成T3：恒流管作用：

能使i