模拟电子技术课件chapt02.ppt

《模拟电子技术课件chapt02.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电子技术课件chapt02.ppt（150页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第2章 基本放大电路,2.2 放大电路的基本分析方法,2.3放大电路静态工作点的稳定,2.4共集放大电路和共基放大电路,2.6多级放大电路,2.5 场效应管放大电路,2.1 概述,第二章基本放大电路,2.1概述,2.1.1 放大电路的基本概念,放大电路主要用于放大微弱的电信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，这里主要讲电压放大电路。,2.1概述,2.1.2 放大电路的主要技术指标（1）,1.放大倍数表征放大器的放大能力,根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器 可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。,2.1.2 放大电路的主要技术指标（2）,（1）电压放大倍数定义为: AU=

2、UO/UI（重点）,（2）电流放大倍数定义为: AI=IO/II,（3）互阻增益定义为: Ar=UO/II,（4）互导增益定义为: Ag=IO/UI,2. 输入电阻Ri从放大电路输入端看进去的 等效电阻,一般来说， Ri越大越好。 （1）Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。 （2）当信号源有内阻时， Ri越大， ui就越接近uS。,输入端,Ri,uS,RS,信号源,Au,输出端,2.1.2 放大电路的主要技术指标（3）,3. 输出电阻Ro从放大电路输出端看进去的等效电阻。,uo,2.1.2 放大电路的主要技术指标（4）,2.1.2 放大电路的主要技术指标（5）,输出电阻是表明放大电路

3、带负载的能力，Ro越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。,0,.,o,.,o,o,S,L,=,=,=,U,R,I,U,R,输出电阻的定义：,4. 通频带,通频带：,fBW=fHfL,放大倍数随频率变化曲线幅频特性曲线,f,A,Am,0.7Am,fL,下限截止频率,fH,上限截止频率,2.1.2 放大电路的主要技术指标（6）,2.2放大电路的基本分析方法,2.2.1 共射基本放大电路的组成原理,2.2.2 图解分析法,2.2.3 等效电路分析法,2.2放大电路的基本分析方法,2.2.1 共射基本放大电路的组成原理（1）,一、放大原理 三极管工作在放大区： 发射结正偏， 集电结反偏。,UCE（

4、-ICRc）,放大原理：,UBE,IB,IC（bIB）,电压放大倍数：,直接耦合共射放大电路,符号说明,2.2.1共射基本放大电路的组成原理（2）,Rb,VBB,RC,C1,C2,T,放大元件iC=iB，工作在放大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。,输入,输出,参考点,二、单管共射极放大电路的结构 及各元件的作用,+VCC,阻容耦合共射放大电路,2.2.1共射基本放大电路的组成原理（3）,共射放大电路组成,使发射结正偏，并提供适当的静态工作点IB和UBE。,Rb,+VCC,VBB,RC,C1,C2,T,基极电源与基极电阻,2.2.1共射基本放大电路的组成原理（4）,集电极电源，为电路提供能量。

5、并保证集电结反偏。,Rb,+VCC,VBB,RC,C1,C2,T,2.2.1共射基本放大电路的组成原理（5）,共射放大电路,集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。,2.2.1共射基本放大电路的组成原理（6）,耦合电容： 电解电容，有极性， 大小为10F50F,作用：隔直通交隔离输入输出与电路直流的联系，同时能使信号顺利输入输出。,Rb,+VCC,VBB,RC,C1,C2,T,+,+,2.2.1共射基本放大电路的组成原理（7）,单电源供电,可以省去,2.2.1共射基本放大电路的组成原理（8）,RB,单电源供电,2.2.1共射基本放大电路的组成原理（9）,2.2.2图解分析法,三、动态工作情况

6、分析,二、静态工作情况分析,一、引 言,2.2.2图解分析法（1）,一、引言,基本思想,非线性电路经适当近似后可按线性电路对待， 利用叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分。,分析三极管电路的基本思想和方法,直流通路(ui = 0)分析静态。,交流通路(ui 0)分析动态，只考虑变化的电压和电流。,画交流通路原则：,1. 固定不变的电压源都视为短路；,2. 固定不变的电流源都视为开路；,3. 视电容对交流信号短路,2.2.2图解分析法（2）,放大电路没有输入信号(ui = 0)时的工作状态称为静态。,静态分析的任务是根据电路参数和三极管的 特性确定静 态值（直流值）UBE、IB、 IC 和UC

7、E。 可用放大电路的直流通路来分析。,二、静态工作情况分析,（一）直接耦合共射放大电路图解分析,1)令us=0，在输入、输出特性曲线上求Q点的值 2)动态分析-求Au、Uom及波形失真分析 （黑板作图讲解）,画出放大电路的直流通路,1.静态工作点的估算,将交流电压源短路 将电容开路。,直流通路的画法：,（二）阻容耦合共射放大电路静态图解分析,2.2.2图解分析法（5）,直流通道,用估算法分析放大器的静态工作点 （ IB、UBE、IC、UCE）,2.2.2图解分析法（6）,（1）估算IB（ UBE 0.7V),RB称为偏置电阻，IB称为偏置电流。,2.2.2图解分析法（7）,（2）估算UCE、I

8、C,IC,UCE,IC= IB,2.2.2图解分析法（8）,例：用估算法计算静态工作点。,已知：VCC=12V，RC=4K， RB=300K ，=37.5。,解：,请注意电路中IB和IC的数量级,UBE 0.7V,2.2.2图解分析法（9）,由于电源的存在IB0,IC0,IC,IE=IB+IC,无信号输入时,1.静态工作点Ui=0时电路的工作状态,2. 用图解法确定静态工作点,2.2.2图解分析法（10）,IC,( IC,UCE ),(IB,UBE),静态工作点,2.2.2图解分析法（11）,(IB,UBE) 和( IC,UCE )分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。,2.2.

9、2图解分析法（12）,UCE=VCCICRC,直流负载线,由估算法求出IB，IB对应的输出特性与直流负载线的交点就是工作点Q,2.2.2图解分析法（13）,3. 电路参数对静态工作点的影响,1. 改变 RB，其他参数不变,R B iB ,Q 趋近截止区；,R B iB ,Q 趋近饱和区。,2. 改变 RC ，其他参数不变,RC Q 趋近饱和区。,2.2.2图解分析法（14）,例 : 设 RB = 38 k，求 VBB = 0 V、3 V 时的 IC、UCE。,解,当VBB= 0 V：,IB 0，,IC 0，,5 V,UCE 5 V,当VBB = 3 V：,0.3,UCE 0.3 V 0，,IC

10、 5 mA,2.2.2图解分析法（15）,iC 0,iC = VCC /RC,三极管的开关等效电路,截止 状态,iB 0,uCE 5V,iB,饱和 状态,uCE 0,判断是否饱和 临界饱和电流 ICS和IBS ：,iB IBS，则三极管饱和。,2.2.2图解分析法（16）,1. 交流放大原理（设输出空载）,假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号 ui,静态工作点,三、动态工作情况分析,2.2.2图解分析法（17）,uCE也沿着负载线变化,UCE与Ui反相！,uCE怎么变化,？,2.2.2图解分析法（18）,各点波形,uo比ui幅度放大且相位相反,2.2.2图解分析法（19）,对交流信号

11、(输入信号ui),2.放大器的交流通路,1/C0,将直流电压源短路，将电容短路。,交流通路分析动态工作情况 交流通路的画法：,2.2.2图解分析法（20）,交流通路,2.2.2图解分析法（21）,3.交流负载线,输出端接入负载RL：不影响Q 影响动态！,2.2.2图解分析法（22）,交流负载线,其中：,2.2.2图解分析法（23）,交流量ic和uce有如下关系：,这就是说，交流负载线的斜率为：,交流负载线的作法： 斜 率为-1/RL 。（ RL= RLRc ）,经过Q点。,2.2.2图解分析法（24）,IB,交流负载线,直流负载线,斜 率为-1/RL 。 （ RL= RLRc ）,经过Q点。,

12、注意： （1）交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。,（2）空载时，交流负载线与直流负载线重合。,2.2.2图解分析法（25）,例 ：,硅管，ui = 10 sin t (mV)，RB = 176 k， RC = 1 k， VCC = VBB = 6 V，图解分析各电压、电流值。,解,令 ui = 0，求静态电流 IBQ,2.2.2图解分析法（26）,uBE/V,iB/A,0.7 V,30,Q,ui,IBQ,(交流负载线),6,直流负载线,6,ICQ,Ucem,O,O,O,O,O,O,2.2.2图解分析法（27）,当 ui = 0 uBE = UBEQ iB = IBQ iC = I

13、CQ uCE = UCEQ,当 ui = Uim sin t ib = Ibmsin t ic = Icmsin t uce = Ucem sin t uo = uce,iB = IBQ + Ibmsin t iC = ICQ + Icmsin t uCE = UCEQ Ucem sin t = UCEQ +Ucem sin (180 t),2.2.2图解分析法（28）,4. 放大电路的非线性失真问题,因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超出了晶体管特性曲线上的线性范围，从而引起非线性失真。,1) “Q”过低引起截止失真,NPN 管： 顶部失真为截止失真。,PNP 管： 底部失真为截

14、止失真。,不发生截止失真的条件：IBQ IbM 。,交流负载线,2.2.2图解分析法（29）,2) “Q”过高引起饱和失真,ICS,NPN 管： 底部失真为饱和失真。,PNP 管： 顶部失真为饱和失真。,IBS 基极临界饱和电流。,不接负载时，交、直流负载线重合，V CC= VCC,不发生饱和失真的条件： IBQ + I bM IBS,2.2.2图解分析法（30）,饱和失真的本质：,负载开路时：,接负载时：,受 RC 的限制，iB 增大，iC 不可能超过 VCC/RC 。,受 RL 的限制，iB 增大，iC 不可能超过 V CC/RL 。,(RL= RC / RL),2.2.2图解分析法（31

15、）,选择工作点的原则：,当 ui 较小时，为减少功耗和噪声，“Q” 可设得低一些；,为提高电压放大倍数，“Q”可以设得高一些；,为获得最大输出，“Q” 可设在交流负载线中点。,2.2.2图解分析法（32）,2.2.3等效电路分析法,2.3.2 H参数小信号模型,2.3.1 H参数的引出,引 言,2.2.3等效电路分析法（1）,一、 建立小信号模型的意义,由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是在一定的条件下（工作点附近）将非线性器件作线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。,由于研究对象的多样性和复杂性，往往把对象的某些特征提取出来，用已知的、相对明了的

16、单元组合来说明，并作为进一步研究的基础，这种研究方法称为建模。,引 言,2.2.3等效电路分析法（2）,当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。,二、建立小信号模型的思路,2.3.1 H参数的引出,在小信号情况下，对上两式取全微分得,对于BJT双口网络， 我们已经知道输入 输出特性曲线如下：,uBE=f(iB，uCE),iC=g(iB ，uCE),2.2.3等效电路分析法（4）,用小信号交流分量表示,ube= h11ib+ h12uce,ic= h21ib+ h22uce,2.2.3等效电

17、路分析法（5）,输出端交流短路时的输入电阻；,输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数；,输入端电流恒定（交流开路）的反向电压传输比,输入端电流恒定（交流开路）时的输出电导。,其中：,四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H参数）。,能构成电路图吗,2.2.3等效电路分析法（6）,2.3.2 H参数小信号模型,根据,可得小信号模型,H参数都是小信号参数，即微变 参数或交流参数。 H参数与工作点有关，在放大 区基本不变。,2.2.3等效电路分析法（7）,1. 模型的简化,即 rbe= h11 = h21 uT = h12 rce= 1/h22,一般采用习惯符号,则BJT的H参数模型为, u

18、T很小，一般为10-310-4 ， rce很大，约为100k。故 一般可忽略它们的影响， 得到简化电路, ib 是受控源 ，且为电流控制电流源(CCCS)。 电流方向与ib的方向是关联的。,2.2.3等效电路分析法（8）,2. H参数的确定, 一般用测试仪测出；, rbe 与Q点有关，可用图示仪测出。,一般也用公式估算 rbe,rbe= rbb + (1+ ) re,其中对于低频小功率管 rbb(100300）,则,2.2.3等效电路分析法（9）,1)电压放大倍数的计算：,3. H参数的应用,共 射 极 放 大 电 路,2.2.3等效电路分析法（10）,负载电阻越小，放大倍数越小。,画微变等效

19、电路,2.2.3等效电路分析法（11）,电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。,2)输入电阻的计算：,根据输入电阻的定义：,2.2.3等效电路分析法（12）,当信号源有内阻时：,2.2.3等效电路分析法（13）,所以：,用加压求流法求输出电阻：,3)输出电阻的计算：,根据定义,2.2.3等效电路分析法（14）,4.晶体三极管交流分析,步骤：, 分析直流电路，求出“Q”，计算 rbe。, 画电路的交流通路 。, 在交流通路上把三极管画成 H 参数模型。, 分析计算叠加在“Q”点上的各极交流量。,2.2.3等效电路分析法（15）,求：1)静态工作点。,2

20、)电压增益AU、 输入电阻Ri、 输出电阻R0 。,例：电路如图所示，=43，UBE=0.7V，rbb=200,2.2.3等效电路分析法（16）,3)若输出电压的波形出现如 下失真 ，是截止还是饱和失,真？应调节哪个元件？如何调节？,解：1),2.2.3等效电路分析法（17）,2) 思路：微变等效电路,AU、Ri 、R0,2.2.3等效电路分析法（18）,2.2.3等效电路分析法（19）,2.2.3等效电路分析法（20）,例 : = 100，uS = 10sin t (mV)，求叠加在 “Q” 点上的各交流量。 rbb=200,2.7 k,470 k,3.6 k,12 V,12 V,510,2

21、.2.3等效电路分析法（21）,解,令 ui = 0，求静态电流 IBQ, 求“Q”，计算 rbe,ICQ = IBQ = 2.4 mA,UCEQ = 12 2.4 2.7 = 5.5 (V),2.2.3等效电路分析法（22）,uce, 交流通路,ube, 小信号等效,2.2.3等效电路分析法（23）, 分析各极交流量, 分析各极总电量,uBE = (0.7 + 0.0072sint )V,iB = (24 + 5.5sint) A,iC = ( 2.4 + 0.55sint ) mA,uCE = ( 5.5 0.85sint ) V,2.2.3等效电路分析法（24）,2.3.1 问题的提出,

22、单管共射放大电路存在的问题,一、实验中出现的现象,2.3 放大电路静态工作点的稳定,当环境温度发生变化时,二、静态工作点的位置发生变化的原因,1.温度对晶体管参数的影响,TICBO,温度每升高10oC, ICBO一倍,TUBE,温度每升高1oC, UBE2.5mv,T,温度每升高1oC,/ 0.51%,2.温度对静态工作点的影响,ICQ=IBQ+(1+) ICBO,IBQ=（Vcc- UBE）/ RB TICQQ饱和失真,3 工作点上移时输出波形分析,“Q”过高引起饱和失真,ICS,NPN 管： 底部失真为饱和失真。,不接负载时，交、直流负载线重合,静态是基础，动态是目的,2.3.1放大电路的

23、静态工作点的稳定（5）,2.3.2 稳定静态工作点的措施,特点：RB1上偏流电阻、RB2下偏流电阻、 RE发射极电阻 共发射极电路,、电路组成,2.3.2稳定静态工作点的措施（1）,+ UBEQ ,IBQ,I1,IEQ,二、稳定静态工作点的原理,1.直流通路,ICQ,直流通路的画法,2.3.2稳定静态工作点的措施（2）,若电路调整适当，可以使ICQ基本不变。,2.稳定过程（原理）,TICQICQREUB固定UBEIBQICQ,3.稳定的条件 UB固定 UB=VCCRB2 / (RB1+RB2),（1）I1 IB 硅管I1=（5-10）IBQ 锗管I1=（10-20）IBQ （2）UB UBE

24、硅管UB=（3-5）V 锗管UB=（1-3）V,三、静态分析 求Q点（IBQ、ICQ 、UCEQ） 求法：画出直流通路求解 方法有二： 1.估算法,说明Q是否合适,2.利用戴维南定理（同学自己做）,四、动态分析 求AU、Ri、RO （一）画出放大电路的微变等效电路 1.画出交流通路,2.3.2稳定静态工作点的措施（7）,2.画出放大电路的微变等效电路,（二）计算动态性能指标,1.计算Au,“-”表示Uo和Ui反相。 Au的值比固定偏流放大电路小了。,2.计算输入电阻,Ri，同时说明公式的记法和折合的概念。,uo在RE两端的电压可以忽略不计，因此RoRc 。,3. 计算输出电阻Ro Ro=uo/

25、io Us=0 RL=,2.3.2稳定静态工作点的措施（12）,如何提高电压放大倍数Au,？,在RE两端并联一个电容，则放大倍数 与固定偏置放大电路相同。,五、举例讨论,例 = 100，RS= 1 k，RB1= 62 k，RB2= 20 k, RC= 3 k，RE = 1.5 k，RL= 5.6 k，VCC = 15 V。 求：“Q”，Au，Ri，Ro。 rbb= 200 ，,1)求“Q”,解,2)求 Au，Ri，Ro ， Aus,Ro = RC = 3 k,2.4共集放大电路和共基放大电路,2.4.1 共集电极放大电路 (射极输出器、射极跟随器),一、电路组成与静态工作点,IBQ = (VC

26、C UBEQ) / RB +(1+ ) RE,ICQ = I BQ,UCEQ = VCC ICQ RE,交流通路,2.4.1共集放大电路（2）,二、性能指标分析,交流通路,小信号等效电路,RL = RE / RL,2.4.1共集放大电路（3）,电压放大倍数：, 1,输入电阻：,2.4.1共集放大电路（4）,输出电阻：,us = 0,+ u ,i,iRE,RS = Rs / RB,i = iRE ib ib,射极输出器特点,Au 1 输入输出同相,Ri 高,Ro 低,用途：输入级 输出级 中间隔离级,2.4.1共集放大电路（5）,例 : =120，RB = 300 k，rbb= 200 ， UB

27、EQ = 0.7 V, RE = RL = Rs = 1 k，VCC = 12V。 求：“Q ”，Au，Ri，Ro。,解,1)求 “Q”,IBQ = (VCC UBE) / RB + (1+ ) RE = (12 0.7) / 300 +121 1 27 (A),IEQ I BQ = 3.2 (mA),UCEQ = VCC ICQ RE = 12 3.2 1 = 8.8 (V),2.4.1共集放大电路（6）,2)求 Au，Ri，Ro,rbe = 200 + 26 / 0.027 1.18 (k),Ri = 300/(1.18 121) = 51.2 (k),RL= 1 / 1 = 0.5 (k

28、),提高 Ri 的电路：,2.4.1共集放大电路（7）,无 C3、RB3：,Ri = (RB1 / RB2) / rbe + (1 + ) RE,Ri = 50 / 510 = 45 (k),Ri = (RB3 + RB1 / RB2) / rbe + (1+ )RE,Ri = (100 + 50) / 510 = 115 (k),无 C3 有 RB3 ：,接 C3 ：,RB3 / rbe rbe,Ri = rbe+ (1 + ) (RB/ RE) = (1 + ) (RB / RE ),Ri = 51 50 / 10 = 425 (k),10 k,2.4.1共集放大电路（8）,2.4.2共基

29、极放大电路,2.4.1 共基极放大电路,一、求“Q”(略),二、性能指标分析,Ri,Ri,Ro,Ro = RC,特点：,1. Au 大小与共射电路相同。,2. 输入电阻小，Aus 小。,2.4.2共基放大电路（2）,2.5场效应管放大电路,2.5.2 场效应管电路小信号 等效电路分析法,2.5.1 场效应管放大电路的组态,2.5.1 场效应管放大电路的组态,三种组态：,共源、共漏、共栅,特点：,输入电阻极高， 噪声低，热稳定性好,一、直流偏置电路,1. 自给偏压电路,2.5.1场效应管放大电路（2）,栅极电阻 RG 的作用：,(1)为栅偏压提供通路,(2)泻放栅极积累电荷,源极电阻 RS 的作

30、用：,提供负栅偏压,漏极电阻 RD 的作用：,把 iD 的变化变为 uDS 的变化,UGSQ = UGQ USQ = IDQRS,2.5.1场效应管放大电路（3）,2. 分压式自偏压电路,调整电阻的大小，可获得：,UGSQ 0,UGSQ = 0,UGSQ 0,例 : 耗尽型 N 沟道 MOS 管，RG = 1 M， RS = 2 k，RD= 12 k ，VDD = 20 V。 IDSS = 4 mA，UGS(off) = 4 V，求 iD 和 uO 。,iG = 0, uGS = iDRS,2.5.1场效应管放大电路（5）,iD1= 4 mA,iD2= 1 mA,uGS = 8 V, UGS(

31、off),增根(舍去）,uGS = 2 V,uDS = VDD iD(RS + RD) = 20 14 = 6 (V),uO = VDD iD RD = 20 14 = 8 (V),在放大区,例 : 已知 UGS(off)= 0.8 V，IDSS = 0.18 mA， 求“Q”。,2.5.1场效应管放大电路（6）,解方程得：IDQ1 = 0.69 mA，UGSQ = 2.5V (增根，舍去),IDQ2 = 0.45 mA ， UGSQ = 0.4 V,2.5.2 场效应管电路小信号等效电路分析法,小信号模型,从输入端口看入，相当于电阻 rgs()。,从输出端口看入为受 ugs 控制的电流源。,

32、id = gmugs,一 、场效应管等效电路分析法,2.5.2场效应管放大电路（1）,例 : gm= 0.65 mA/V，ui = 20sint (mV)，求交流输出 uo。,10 k,4 k,交流通路,小信号等效电路,ui = ugs+ gmugsRS,ugs= ui / (1 + gmRS),uo = gmui RD / (1 + gmRS),= 36sin t (mV),2.5.2场效应管放大电路（2）,2.5.2场效应管放大电路（3）,1. 共源放大电路,有 CS 时：,无 CS 时：,RS,Ri、Ro 不变,二、性能指标分析,2.5.2场效应管放大电路（4）,io,Ro,2. 共漏放

33、大电路,引言,2.6.1 多级放大电路级间耦合方式 及其电路组成,3.1.2 多级放大电路的分析,2.6多级放大电路,2.6多级放大电路（1）,为什么要多级放大？前面我们主要研究了由一个晶体管组成基本放大电路，它们的电压放大倍数一般只有几十倍。但是在实际应用中，往往需要放大非常微弱的信号，上述的放大倍数是远远不够的。为了获得更高的电压放大倍数，可以把多个基本放大电路连接起来，组成“多级放大电路”。其中每一个基本放大电路叫做一“级”，而级与级之间的连接方式则叫做“耦合方式”。 实际上，单级放大电路中也存在电路与信号源以及负载之间的耦合问题。,引言,2.6.1 多级放大电路耦合方式及其电路组成,极

34、间耦合形式：,直接 耦合,电路简单，能放大交、直流 信号，“Q” 互相影响，零点 漂移严重。,阻容 耦合,各级 “Q” 独立，只放大交流 信号，信号频率低时耦合电 容容抗大。,变压 器 耦合,用于选频放大器、 功率放大器等。,2.6.1多级放大电路耦合方式及电路组成（1）,1、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，其方框图所示。,阻容耦合放大电路的方框图,单级阻容耦合放大电路,两极阻容耦合放大电路,2.6.1多级放大电路耦合方式及电路组成（3）,1）各级的直流工作点相互独立。由于电容隔直流 通交流，所以它们的直流通路相互隔离、相互独立的，这样就给设计、调试和分析带来很大方便。,

35、2）在传输过程中，交流信号损失少。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。,优点：,3）电路的温漂小。 4）体积小，成本低。,2.6.1多级放大电路耦合方式及电路组成（4）,缺点：,2）低频特性差；,1）无法集成；,3）只能使信号直接通过，而不能改变其参数。,2、 变压器耦合,变压器可以通过磁路的耦合把一次侧的交流信号传送到二次侧，因此可以作为耦合元件。,变 压 器 耦 合,的 两 级 放 大 电 路,为什么要采用变压器耦合？因为变压器在传送交流信号的同时，可以实现电流、电压以及阻抗变换。,图4-5 变压器的等效电路,工作原理：,2.6.1多级

36、放大电路耦合方式及电路组成（6）,优点：,1）变压器耦合多级放大电路前后级的静态工作点是相互独立、互不影响的。因为变压器不能传送直流信号。,2）变压器耦合多级放大电路基本上没有温漂现象。,3）变压器在传送交流信号的同时，可以实现电流、电压以及阻抗变换。,缺点：,1）高频和低频性能都很差；,2）体积大，成本高，无法集成。,3 直接耦合,直接耦合和两级放大电路,存在两个问题：,1）第一级的静态工作点已接近饱和区。,2）由于采用同种类型的管子，级数不能太多。,（1）直接耦合的具体形式,2.6.1多级放大电路耦合方式及电路组成（8）,为了解决第一个问题：可以采用如下的办法。,（a）,R,R,B1,C1

37、,u,i,u,o,T,T,1,2,U,CE1,R,C2,(a) 加入电阻RE2,R,R,B1,C1,R,C2,u,i,u,o,T,T,1,2,R,Uz,+V,Dz,CC,（b）在T2的发射极加入稳压管,R,R,B1,C1,R,E2,u,i,u,o,T,T,1,2,R,C2,为了解决第二个问题：可以在电路中采用不同类型的管子，即NPN和PNP管配合使用，如下图所示。,利用NPN型管和PNP型管进行电平移动,（1）电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号。由于级间是直接耦合，所以电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号。,（2）便于集成。由于电路中只有晶体管和电阻，没有电容器和电感器，因此便于集成。,缺点

38、：,优点：,（1）各级的静态工作点不独立，相互影响。会给设计、计算和调试带来不便。,（2）引入了零点漂移问题。零点漂移对直接耦合放大电路的影响比较严重。,（2）直接耦合放大电路的优缺点,（3）直接耦合放大电路中的零点漂移问题,1）何谓零点漂移？,2）产生零点漂移的原因,3）零点漂移的严重性及其抑制方法,电阻，管子参数的变化，电源电压的波动。如果采用高精度电阻并经经过老化处理和采 用高稳定度的电源，则晶体管参数随温度的变化将成为产生零点漂移的主要原因。,如果零点漂移的大小足以和输出的有用信号相比拟，就无法正确地将两者加以区分。因此，为了使放大电路能正常工作，必须有效地抑制零点漂移。,注意：为什么

39、只对直接耦合多级放大电路提出这一问题呢？原来温度的变化和零点漂移都是随时间缓慢变化的，如果放大电路各级之间采用阻容耦合，这种缓慢变化的信号不会逐级传递和放大，问题不会很严重。但是，对直接耦合多级放大电路来说，输入级的零点漂移会逐级放大，在输出端造成严重的影响。特别时当温度变化较大，放大电路级数多时，造成的影响尤为严重。,抑制零点漂移的方法：,1）采用恒温措施，使晶体管工作温度稳定。需要恒温室或槽，因此设备复杂，成本高。,2）采用温度补偿法。就是在电路中用热敏元件或二极管（或晶体管的发射结）来与工作管的温度特性互相补偿。最有效的方法是设计特殊形式的放大电路，用特性相同的两个管子来提供输出，使它们

40、的零点漂移相互抵消。这就是“差动放大电路”的设计思想。,3）采用直流负反馈稳定静态工作点。,4）各级之间采用阻容耦合。,思路：根据电路的约束条件和管子的IB、IC和IE的相互关系，列出方程组求解。如果电路中有特殊电位点，则应以此为突破口，简化求解过程。,2.6.2 多级放大电路的分析,1. 静态工作点的分析,变压器耦合 与本章单级放大电路相同 阻容耦合 直接耦合,2.6.2多级放大电路的分析（2）,如图所示的两级电压放大电路， 已知1= 2 =50, T1和T2均为3DG8D。 计算前、后级放大电路的静态值(UBE=0.6V);,例:1,2.6.2多级放大电路的分析（3）,两级放大电路的静态值

41、可分别计算。,RB1,C1,C2,RE1,+,+,+,RC2,C3,CE,+,+,+24V,+,T1,T2,1M,27k,82k,43k,7.5k,510,10k,解:,第一级是射极输出器:,2.6.2多级放大电路的分析（4）,第二级是分压式偏置电路,RB1,C1,C2,RE1,+,+,+,RC2,C3,CE,+,+,+24V,+,T1,T2,1M,27k,82k,43k,7.5k,510,10k,2、动态性能分析,= Au1Au2 Aun,Au1(dB) = Au1 (dB) + Au2 (dB) + + Aun (dB),考虑级与级之间的相互影响，计算各级电压放大倍数时，应把后级的输入电阻

42、作为前级的负载处理!,（1）放大倍数的计算,（2）输入和输出电阻的计算,多级放大电路的输入电阻为第一级放大电路的输入电阻。,多级放大电路的输出电阻为最后一级放大电路的输出电阻。,2.6.2多级放大电路的分析（9）,如图所示的两级电压放大电路， 已知1= 2 =50, T1和T2均为3DG8D。,（1）求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数。 （2）求放大电路的输入电阻和输出电阻,例:2,（1）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,2,b,I,2,c,I,rbe2,RC2,rbe1,RB1,1,b,I,1,c,I,RE1,+,_,+,_,+,_,第二级放大电路为共发射极

43、放大电路,总电压放大倍数,(2) 计算 R i和 R 0,微变等效电路,由微变等效电路可知，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。,2,b,I,2,c,I,rbe2,RC2,rbe1,RB1,1,b,I,1,c,I,RE1,+,_,+,_,+,_,1 = 60, 2 = 100; rbe1= 2 k, rbe2 = 2.2 k。 求 Au, Ri, Ro。（练习）,例 3:,解,Ri2 = R6 / R7 / rbe2,RL1 = R3 / Ri2,AU=AU1AU2,Ri = Ri1= R1 / R2 / rbe1 + (1+ 1)R4,Ro = R9= 4.7 k,3、三种耦合方式放大电路的应用场合,阻容耦合放大电路：用于交流信号的放大。,变压器耦合放大电路：用于功率放大及调谐放大。,直接耦合放大电路：一般用于放大直流信号或缓慢变化的信号。,集成电路中的放大电路都采用直接耦合方式。为了抑制零漂，它的输入级采用特殊形式的差动放大电路。,