3多级放大电路.ppt

1、第三章 多级放大电路,3.1 多级放大电路的耦合方式,耦合方式：直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光电耦合。,耦合：即信号的传送。,多级放大电路对耦合电路要求：,1. 静态：保证各级Q点设置,2. 动态: 传送信号。,要求：波形不失真，减少压降损失。,图 阻容耦合与变压器耦合的方框图 (a)阻容耦合框图 (b)变压器耦合框图,3.1.1 直接耦合,图 直接耦合电平配置方式实例 (a)垫高后级的发射极电位；(b)稳压管电平移位； (c)电阻和恒流源电平移位；(d)NPN、PNP管多级,图 直接耦合电平配置方式实例 (a)垫高后级的发射极电位；(b)稳压管电平移位； (c)电阻和恒流源电平移位；(d

2、)NPN、PNP管多级,图 直接耦合电平配置方式实例 (a)垫高后级的发射极电位；(b)稳压管电平移位； (c)电阻和恒流源电平移位；(d)NPN、PNP管多级,图 直接耦合电平配置方式实例 (a)垫高后级的发射极电位；(b)稳压管电平移位； (c)电阻和恒流源电平移位；(d)NPN、PNP管多级,3.1.2 阻容耦合,阻容耦合是通过电容器将后级电路与前级相连接。由于电容器隔直流而通交流，所以各级的直流工作点相互独立，这样就给设计、调试和分析带来很大方便。而且，只要耦合电容选得足够大，则较低频率的信号也能由前级几乎不衰减地加到后级，实现逐级放大。,图 两级阻容耦合放大电路,3.1.3 变压器耦

3、合,图 变压器耦合共射放大电路,图 变压器耦合的阻抗变换,3.1.4 光电耦合,图 光电耦合器及其传输特性,图 光电耦合放大电路,3.2 多级放大电路的动态分析,分析多级放大器的性能指标，一般采用的方法是：通过计算每一单级指标来分析多级指标。在多级放大器中，由于后级电路相当于前级的负载，而该负载正是后级放大器的输入电阻，所以在计算前级输出时，只要将后级的输入电阻作为其负载，则该级的输出信号就是后级的输入信号。因此，一个n级放大器的总电压放大倍数Au可表示为,可见，Au为各级电压放大倍数的乘积。,多级放大器的性能指标,多级放大器的输入电阻就是第一级的输入电阻Ri1。不过在计算Ri1时应将后级的输

4、入电阻Ri2作为其负载，即,而多级放大器的输出电阻就是最末级的输出电阻Ron。不过在计算Ron时应将前级的输出电阻Ro(n-1)作为其信号源内阻，即,设: 1=2=50, rbe1 = 2.9k , rbe2 = 1.7 k,阻容耦合典型电路,关键:考虑级间影响。,1. 静态: Q点同单级。,2. 动态性能:,方法:,ri2 = RL1,考虑级间影响,1,微变等效电路:,1. ri = R1 / rbe1 +（ +1)RL1,其中: RL1= RE1/ ri2 = RE1/ R2 / R3 / rbe1=RE1/RL1 = RE1/ri2= 27 / 1.7 1.7k, ri =1000/(2

5、.9+511.7) 82k,2. ro = RC2= 10k,3. 中频电压放大倍数:,其中：,(1) 由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作点相互独立，分别估算。 (2) 前一级的输出电压是后一级的输入电压。 (3) 后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。 (4) 总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。 (5) 总输入电阻 ri 即为第一级的输入电阻ri1 。 (6) 总输出电阻即为最后一级的输出电阻。,由上述特点可知，射极输出器接在多级放大电路的首级可提高输入电阻；接在末级可减小输出电阻；接在中间级可起匹配作用，从而改善放大电路的性能。,多级阻容耦合放大器的特点,例1：放大电路由下面两个

6、放大电路组成。已知EC=15V ，R1=100k， R2=33k ，RE1=2.5k，RC=5k，1=60，； RB=570k，RE2=5.6k， 2 =100，RS=20k ，RL=5k,求直接采用放大电路一的放大倍数Au和Aus。 若信号经放大电路一放大后，再经射极输出器输出，求放大倍数Au、ri和ro 。 若信号经射极输出器后，再经放大后放大电路一输出，求放大倍数Aus 。,ri = R1/ R2/ rbe =1.52 k,(1) 由于RS大，而ri小，致使放大倍数降低； (2) 放大倍数与负载的大小有关。例： RL=5k 时, Au= - 93；RL=1k 时, Au= - 31 。,

7、求直接采用放大电路一的放大倍数Au和Aus。,rbe1=1.62 k， rbe2=2.36 k,2. 若信号经放大电路一放大后，再经射极输出器输出，求放大倍数Au 、ri和ro 。,讨论：带负载能力。,2. 输出不接射极输出器时的带负载能力：,RL=5k 时： Au=-93 RL=1k 时： Au=-31,即：当RL由5k变为1k时，放大倍数降低到原来的92.3%。,放大倍数降低到原来的30%,RL=5 k时： Au1=-185，Au2=0.99，ri2=173 k,RL=1 k时： Au1=-174 ，Au2=0.97，ri2=76 k,1. 输出接射极输出器时的带负载能力：,可见输出级接射

8、极输出器后，可稳定放大倍数Au。,3. 若信号经射极输出器后，再经放大后放大电路一输出，求放大倍数Aus 。,Au2=-93 ri2=1.52 k,Au1=0.98 ri=101 k,输入不接射极输出器时：,可见输入级接射极输出器后，由于从信号源取的信号增加，从而可提高整个放大电路的放大倍数Aus。,思考题：若首级接射极输出器、中间级接共射放大电路、末级接射极输出器，射极输出器和共射放大电路的参数同前。求该三级放大电路的放大倍数Au 、 Aus 、 ri和ro 。,1=100， 2=60， 3=100,1=100， 2=60， 3=100,rbe1=2.36 k， rbe2=1.62 k， r

9、be3=2.36 k,RL=5 k时： ri2=173 k ， Au2=-185，Au3=0.99,RL=1 k时： ri2=76 k ， Au2=-174 ，Au3=0.97,RL=5 k时： ri2=173 k ， Au2=-185，Au3=0.99,RL=1 k时： ri2=76 k ， Au2=-174 ，Au3=0.97,，RS=20k，,RL=5 k时：,RL=1 k时：,例2：设 gm=3mA/V，=50，rbe = 1.7k,求：总电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。,（1）估算各级静态工作点: （略）,（2）动态分析:,微变等效电路,首先计算第二级的输入电阻： ri2= R3/

10、 R4/ rbe=82/43/1.7=1.7 k,第二步：计算各级电压放大倍数,第三步：计算输入电阻、输出电阻,ri=R1/R2=3/1=0.75M ,ro=RC=10k ,第四步：计算总电压放大倍数,Au=Au1Au2 =(-4.4) (-147) =647,阻容耦合电路的频率特性：,耦合电容造成,三极管结电容造成,采用直接耦合的方式可放大缓慢变化的信号，扩大通频带。下面将要介绍的差动放大器即采用直接耦合方式。,阻容耦合电路缺点：不能放大直流信号。,图 两级共射极放大器 (a)电路 (b) 交流通路,例 试计算该电路的交流指标。,图2-41 两级共射极放大器 (a)电路 (b) 交流通路,解（1）电压放大倍数Au,(2) 输入电阻Ri=Ri1= RB1/ RB2/ rbe1,(3) 输入电阻Ro =Ro2= RC2,Au=Au1Au2,例 已知晶体管=100, rbe1=3k, rbe2=2k,rbe3=1.5k，试求放大器的输入