模拟电子技术 课件 第三章 多级放大电路

模拟电子技术第3章多级放大电路3.1多级放大电路概述 3.2功率放大电路 3.3集成运算放大器简介3.1多级放大电路概述3.1.1耦合方式 3.1.2多级放大电路动态性能指标及估算

3.1.1耦合方式

多级放大电路两级或两级以上的基本单元电路连接起来与信号源相连，常采用差分放大电路（抑制零漂）输入级与输出级之间，常采用共射放大电路（放大倍数比较大）与负载相连，常采用功率放大电路（提供足够大的功率驱动负载）

3.1.1耦合方式耦合方式直接耦合电容耦合变压器耦合光电耦合目的：有效传输信号；直流工作状态不受影响。直接耦合A1A2电容耦合A1A2光电耦合A1A2变压器耦合A1A2常用耦合方式的优缺点及适用场合QQQ常用耦合方式的优缺点及适用场合

3.1.1耦合方式

3.1.2多级放大电路动态性能指标及估算1.电压放大倍数分贝表示注意：在计算各级电压放大倍数时，后一级输入电阻应作为上一级的负载。2.输入阻抗3.输出阻抗等于第一级的输入电阻等于最后一级的输出电阻

3.1.2多级放大电路动态性能指标及估算【例3.1.1】图3.1.3所示两级共射放大电路，已知晶体管V的电流放大系数β1

=100，rbe1=5kΩ，V2管的电流放大系数β2

=100，rbe2=5kΩ，试求放大电路的电压放大倍数Au、输入电阻Ri和输出电阻Ro

。

3.1.2多级放大电路动态性能指标及估算解：第二级的输入电阻为第一级的负载

3.1.2多级放大电路动态性能指标及估算两级放大电路的输入电阻等于第一级的输入电阻，即输出电阻等于第二级的输出电阻，即

3.1.2多级放大电路动态性能指标及估算【例3.1.2】电子助晶体管V1的电流放大系数β1

=60，rbe1=2kΩ，V2管的电流放大系数β2

=100，rbe2=2kΩ，V3管的电流放大系数β3

=100，rbe3=2kΩ，UBE1=

UBE2=

UBE3=

0.7V。试估算电路的静态工作点和动态参数Au、输入电阻Ri和输出电阻Ro。

3.1.2多级放大电路动态性能指标及估算解：1.求静态工作点

3.1.2多级放大电路动态性能指标及估算第三级为共集放大电路

3.1.2多级放大电路动态性能指标及估算2.求动态参数

3.1.2多级放大电路动态性能指标及估算（2）输入电阻等于第一级的输入电阻（3）输出电阻等于最后一级的输出电阻令输入信号为零，输出端口加电压源u2024-03-08敬业创新勤奋求实模拟电子技术第3章多级放大电路3.1多级放大电路概述 3.2功率放大电路 3.3集成运算放大器简介

3.2.1功率放大电路的分类功率放大电路的主要目的是获得较大的不失真的输出功率，一般在大信号状态下工作，功率放大电路要求输出功率大、效率高、功放管散热好、信号非线性失真小。甲类功放乙类功放甲乙类功放分类：

3.2.1功率放大电路的分类甲类功放

工作在放大区，静态功耗大，失真小，效率低，用于小信号放大甲类(

=2

)

tiCO

Icm

2ICQ

乙类功放乙类(

=

)

tiCO

Icm

2ICQ

工作在截止区，半个周期导通，失真很大，推挽结构减小失真。甲乙类功放甲乙类(

<

<2

)

tiCO

Icm

ICQ2

工作点靠近截止区，大半个周期工作，效率高，消除了交越失真。3.4.2乙类双电源互补对称功率放大电路乙类功放推挽结构ui=0时，V1、V2截止,uO=0。假设晶体管死区电压为零，则iOui<0V2导通

V1截止iO=-iC2,uO

uiiO=iC1,uO

uiiOui>0V1导通

V2截止两管特性应一致理想工作波形uO

uiOtUomiC1OtIcmiC2OtIcmiOOtIom=Icmui=0时，V1、V2截止,uO=0。假设晶体管死区电压为零，则iOui<0V2导通

V1截止iO=-iC2,uO

uiiO=iC1,uO

uiiOui>0V1导通

V2截止3.4.2乙类双电源互补对称功率放大电路

3.2.1功率放大电路的分类

当输入信号小于死区电压（硅管约为0.5V，锗管约为0.1V）时，管子仍处于截止状态，所以输出信号在过零点附近区域会出现失真，这种失真称为“交越失真”。

3.2.1功率放大电路的分类常见的几种甲乙类功率放大电路，图中VT1管为推动极，驱使VT2管和VT3管组成的互补推挽甲乙类功率放大电路工作。UB2B3略大于2UBE，VT2和VT3微导通且交替工作，导通时间都略大于输入信号的半个周期，不会出现交越失真。

3.2.2功率放大电路输出极功放输出级采用电路OTL(OutputTransformerLess)OCL(OutputCapacitorLess)BTL(BalancedTransformerLess)

3.2.1功率放大电路的分类单电源供电，输出端接有一个大容量的电解电容1.OTL(OutputTransformerLess)

3.2.1功率放大电路的分类（1）

输出功率和最大不失真输出功率设输入电压u1=Uimsinωt

，则输出电压为输出功率最大不失真输出电压幅值最大输出功率

3.2.2功率放大电路输出极因为每个管子轮流工作半个周期，所以电源提供的平均功率为（2）

直流电源的供给功率当最大输出电压幅度时

3.2.2功率放大电路输出极效率指负载获得的功率与电源提供的功率之比，即（3）

效率当最大输出电压幅度时，可得乙类互补对称功放电路的最高效率等于

3.2.2功率放大电路输出极（4）

管耗每个晶体管的管耗为令，可得每个管子的最大功耗

3.2.1功率放大电路的分类OCL乙类功放电路，电压大小相等、极性相反的正负双电源供电，输出端没有电容。2.OCL(OutputCapacitorLess)

3.2.2功率放大电路输出极最大不失真输出电压幅值（1）

输出功率和最大不失真输出功率最大输出功率：

3.2.2功率放大电路输出极由于两个管子轮流工作半个周期，而每个电源只提供半个周期的电流，所以两个电源提供的总平均功率为：（2）

直流电源的供给功率当时：直流电源供给的最大功率：

3.2.2功率放大电路输出极效率指负载获得的功率与电源提供的功率之比，即（3）

效率乙类互补功放电路的最高效率：当时：

3.2.2功率放大电路输出极（4）

管耗每个晶体管的管耗为令，可得每个管子的最大功耗，当时，即，晶体管的功耗达到最大值，管耗最大时输入电压的振幅：为保证输出波形不失真，输入电压的最大幅度：

3.2.1功率放大电路的分类

为了在较低的电源电压作用下获得较大的输出功率，可采用BTL电路。3.BTL(BalancedTransformerLess)静态时，四只晶体管均截止，负载中无直流电流，输出电压等于零。

3.2.2功率放大电路输出极（1）输出功率和最大不失真输出功率最大输出功率：即在忽略饱和管压降的情况下，最大输出电压约等于电源电压。输出功率最大不失真输出电压幅值同OTL电路相比，同样是单电源供电，在VCC、RL相同条件下，BTL电路输出功率为OTL电路输出功率的4倍，即BTL电路电源利用率高。

3.2.2功率放大电路输出极因为每两个管子轮流工作半个周期，所以电源提供的平均功率为:（2）

直流电源的供给功率直流电源供给的最大功率：当时：

3.2.2功率放大电路输出极效率指负载获得的功率与电源提供的功率之比，即（3）

效率乙类互补功放电路的最高效率：当时：

3.2.2功率放大电路输出极（4）

管耗每个晶体管的管耗为令，可得每个管子的最大功耗，当时，即，晶体管的功耗达到最大值，管耗最大时输入电压的振幅：为保证输出波形不失真，输入电压的最大幅度：

3.2.2功率放大电路输出极表3.2.1三种功放电路的性能比较比较OTLOCLBTL电路结构放大信号交流交、直流交、直流最大不失真输出电压UOm

3.2.2功率放大电路输出极OTLOCLBTL输出功率PO最大不失真输出功率POm效率η最大效率ηm直流电源的供给功率P

E每个晶体管的功耗PCi每个晶体管的最大功耗PCim1.LM386及其应用3.2.3集成功率放大电路简介应用于录音机、收音机等需电池供电的小功率音频设备。

3.2.3集成功率放大器电路简介2.TDA2030及其应用

应用于汽车立体声收录音机等中功率音响设备，体积小、输出功率大、失真小。典型工作电压±14V。（1）功放管的最大允许功耗PCM>0.2Pomax（2）功放管的耐压值V(BR)CEO>2VCC

（3）功放管的最大允许集电极电流ICM>VCC/RL2024-03-08敬业创新勤奋求实模拟电子技术

3.3集成运算放大器简介

3.3.1集成运算放大器的组成 3.3.2集成运算放大器的主要性能指标3.3.3集成运放的电压传输特性

3.3.1集成运算放大器的组成

1.电路构成：高电压增益、高输入阻抗和低输出阻抗的直接耦合多级放大电路

大多数由三级组成，输入级为差分放大电路，中间级为共射放大电路，输出级采用甲乙类互补对称功率放大电路。

另外电路还需要偏置电路，为各级提供合适的静态工作电流，偏置电路大多由电流源电路担任。

2.作用：主要对信号进行各种运算，其实它的作用已远远超出了运算的范围，被广泛应用于各种电路中。

3.3.1集成运算放大器的组成

输