3多级放大电路

R1 RE1
ri
ri 2
ro
1. ri = R1 //[ rbe1 +（β +1)RL1'] （ 其中: 其中: RL1′= RE1// ri2 = RE1// R2 // R3 // rbe1=RE1//RL1 = RE1//ri2= 27 // 1.7 ≈ 1.7kΩ Ω
∴ ri =1000//(2.9+51×1.7) ≈ 82kΩ × Ω
rbe1=1.62 kΩ， rbe2=2.36 kΩ Ω Ω 1. 求直接采用放大电路一的放大倍数 u和Aus。 求直接采用放大电路一的放大倍数A R' L +VCC Au = − β1 = −93 rbe1 RC R1
C1 T1 C2
RS us
ui
RL CE
R2
RE
ri
ri = R1// R2// rbe =1.52 kΩ Ω ri Aus = Au uo ri + RS 1.52 = −93× = −6.6 1.52 + 20
Au = Au1 × Au 2 = −185 × 0.99 = −183
rbe + RB // RS rbe + RB // ro1 ro = RE // = RE // 1+ β 1+ β 2.36 + 570 // 5 = 5.6 // = 73Ω 1 + 100
ri = ri1 = R1 // R2 // rbe1 = 1.52kΩ
N2
＋
R i2 A2 Uo
－
阻容耦合与变压器耦合的方框图 图 阻容耦合与变压器耦合的方框图 (a)阻容耦合框图 阻容耦合框图 (b)变压器耦合框图 变压器耦合框图
UCC Uo
UCC Uo
RE2
(a)
直接耦合电平配置方式实例 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； 垫高后级的发射极电位； 稳压管电平移位； 垫高后级的发射极电位 稳压管电平移位 (c)电阻和恒流源电平移位；(d)NPN、PNP管多级 电阻和恒流源电平移位； 电阻和恒流源电平移位 、 管多级
(1) 由于 S大，而ri小，致使放大倍数降低； 由于R 致使放大倍数降低； (2) 放大倍数与负载的大小有关。例： 放大倍数与负载的大小有关。 RL=5k Ω时, Au= - 93；RL=1k Ω时, Au= - 31 。 ；
2. 若信号经放大电路一放大后，再经射极输出器 若信号经放大电路一放大后， 输出，求放大倍数A 输出，求放大倍数 u 、ri和ro 。 +VCC RC R1 RB
+VCC (+24V) 设: β =β =50, 1 2 rbe1 = 2.9kΩ , Ω rbe2 = 1.7 kΩ Ω RL 10k CE
C3
求： A 、 ri、 ro
ɺ Ui
ɺ Uo
ɺ US
前级
后级
1. 静态 Q点同单级。 静态: 点同单级。 点同单级 2. 动态性能 动态性能:
+VCC
关键:考虑级间影响。 关键:考虑级间影响。 1 R
C11 T1 ui R2 RE1 CE C12
C21
T2
C22 uo
uo u i
RE2
ri
放大电路一 放大电路二
+VCC R1 C11 T1 ui R2 RE1 CE RC C12
+VCC RB C21
T2
C22 uo
uo u i
RE2
ri 1. 求直接采用放大电路一的放大倍数 u和Aus。 求直接采用放大电路一的放大倍数A 2. 若信号经放大电路一放大后，再经射极输出 若信号经放大电路一放大后， 器输出，求放大倍数A 器输出，求放大倍数 u、ri和ro 。 3. 若信号经射极输出器后，再经放大后放大电 若信号经射极输出器后， 路一输出，求放大倍数A 路一输出，求放大倍数 us 。
ri1 82 Aus1 = Au1 = × 0.968 = 0.778 ri1 + RS 82 + 20
ib1
RS
ɺ Ui
ib2
rbe1
βib1
R2 R3 r be2
βib2
RC2
ɺ UO
RL
ɺ US
R1 RE1
ri
ri 2
ro
Au 2 = −
′ β 2 RL 2 rbe 2
50 × ( 10 // 10 ) =− = − 147 1 .7
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 由于电容器隔直流而通交流， 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、 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， 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， 的信号也能由前级几乎不衰减地加到后级，实现逐级 放大。 放大。
第三章 多级放大电路
3.1 多级放大电路的耦合方式
输 入 第一级 放大电路 输 出 第n级 放大电路 第 级 放大电路 功放级 第 n-1 级 放大电路 ……
电
级放大电路
1. 2. :
电路
级Q 级
3.1.1 直接耦合
C
＋
Ui
＋
A1 Ri2 A2 Uo
－
－
(a)
＋
Ui
－
A1
N1 Ri2 ′ (b)
UCC
UiQ R Io (c) UoQ
直接耦合电平配置方式实例 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； 垫高后级的发射极电位； 稳压管电平移位； 垫高后级的发射极电位 稳压管电平移位 (c)电阻和恒流源电平移位；(d)NPN、PNP管多级 电阻和恒流源电平移位； 电阻和恒流源电平移位 、 管多级
1M C1 C2 T1
R2 82k
RC2 10k T2
(+24V)
C3 RL 10k CE
方法: 方法
RS 20k
ɺ Ui2
ɺ Ui
RE1 27k R3 43k RE2 8k
ri2 = RL1
ɺ ɺ Uo1 = Ui 2
ɺ US
ɺ Uo
ɺ Uo1
ri2
1
ɺ ɺ ɺ Uo Uo Uo1 Aus = = × = Aus1 × Au2 ɺ ɺ ɺ Us Ui 2 Us
Aus = Aus 1 × Au 2 = − 147 × 0 . 778 = − 114 .4 ib1 ib 2
RS
ɺ Ui
rbe1
βib1
R2 R3
βib 2
ɺ UO
RC2 RL
ɺ US
R1 RE1
rbe2
ri
ri 2
ro
多级阻容耦合放大器的特点 (1) 由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作 由于电容的隔直作用， 点相互独立，分别估算。 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。 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。 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。 总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积 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 i1 。 即为第一级的输入电阻r (6) 总输出电阻即为最后一级的输出电阻。 总输出电阻即为最后一级的输出电阻。 由上述特点可知， 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； 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， 电阻；接在中间级可起匹配作用，从而改善放大 电路的性能。 电路的性能。
UCC Uo
(b)
直接耦合电平配置方式实例 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； 垫高后级的发射极电位； 稳压管电平移位； 垫高后级的发射极电位 稳压管电平移位 (c)电阻和恒流源电平移位；(d)NPN、PNP管多级 电阻和恒流源电平移位； 电阻和恒流源电平移位 、 管多级
讨论：带负载能力。 讨论：带负载能力。 1. 输出接射极输出器时的带负载能力： 输出接射极输出器时的带负载能力： RL=5 kΩ时： Au1=-185，Au2=0.99，ri2=173 kΩ Ω ， ， Ω Au= Au1 Au2 =-183 RL=1 kΩ时： Au1=-174 ，Au2=0.97，ri2=76 kΩ Ω ， Ω Au= Au1 Au2 =-169
考虑级间影响
+VCC R2 C2 T1 82k RC2 10k T2 C3 RL 10k CE (+24V)
2 ri , ro : 概念同单级
R1 1M C1 RS 20k
ɺ Ui2
ɺ Ui
RE1 27k ri2 R3 43k RE2 8k
ɺ Uo
ɺ US
ɺ Uo1
ri
ro
R1 1M C1 RS 20k Ui ɺ
Ω 2. ro = RC2= 10kΩ
ib1
RS
ɺ Ui
ib2
rbe1
βib1
R2 R3 r be2
βib 2
RC2
ɺ UO
RL
ɺ US
R1 RE1
ri
ri 2
ro
其中： 其中： Au1 =
ri ⋅ A1 3. 中频电压放大倍数 A 1 = 中频电压放大倍数: us u ri + Rs
′ ( β 1 + 1) R L1 51 × 1 .7 = ≈ 0 .968 ′ rbe1 + ( β 1 + 1) R L1 2 .9 + 51 × 1 .7
U o U o1 U o 2 Uo Au = = ⋅ ⋅⋅⋅ = Au1 ⋅ Au 2 ⋅ ⋅ ⋅ Aun U i U i U 01 U o ( n −1)
可见， 为各级电压放大倍数的乘积 为各级电压放大倍数的乘积。 可见，Au为各级电压放大倍数的乘积。
多级放大器的输入电阻就是第一级的输入 电阻R 不过在计算R 电阻 i1 。 不过在计算 i1 时应将后级的输入电 作为其负载， 阻Ri2作为其负载，即
图
两级阻容耦合放大电路
3.1.3 变压器耦合
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
多级放大器的性能指标
分析多级放大器的性能指标，一般采用的方法是： 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， 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， 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， 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， 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 级放大器的总电压放大倍数A 一个 级放大器的总电压放大倍数 u可表示为
ɺ US
C2 T1
R2 82k
RC2 10k T2
ɺ Ui 2
+VCC (+24V) C3 RL 10k CE
ɺ Uo
ɺ Uo1
RE1 R3 27k 43k ri2
RE2 8k
微变等效电路: 微变等效电路:
ib1
RS
ɺ Ui
ib2
rbe1
βib1
R2 R3 r be2
βib2
RC2
ɺ UO
RL
ɺ US
例1：放大电路由下面两个放大电路组成。已知 ：放大电路由下面两个放大电路组成。 EC=15V ，R1=100kΩ， R2=33kΩ ，RE1=2.5kΩ， Ω Ω Ω RC=5kΩ，β1=60，； RB=570kΩ，RE2=5.6kΩ， Ω ，； Ω Ω β 2 =100，RS=20kΩ ，RL=5kΩ ， Ω Ω +VCC +VCC RB RC R1
Ri = Ri1
R L1 = Ri 2
而多级放大器的输出电阻就是最末级的输 不过在计算R 出电阻R 出电阻 on。不过在计算 on时应将前级的输出 电阻R 作为其信号源内阻， 电阻 o(n-1)作为其信号源内阻，即
Ro = Ron
Rsn = Ro ( n −1 )
阻容耦合典型电路
R1 1M C1 T1 RS 20k RE1 27k R3 43k RE2 8k T2 C2 R2 82k RC2 10k
C11 T1 T2
C22 RL uo
RS us
ui
R2
Байду номын сангаас
RE1 CE
RE2
ri rbe1=1.62 kΩ Ω ro1=RC=5 kΩ Ω rbe2=2.36 kΩ Ω
RL1 = ri 2 = RB // [rbe 2 + ( 1 + β 2 )R' E 2 ] = 173kΩ
R' L1 5 // 173 Au1 = − β1 = −60 × = −185 rbe1 1.62 ( 1 + β 2 )R' L Au 2 = = 0.99 rbe 2 + ( 1 + β 2 )R' L
UCC PNP NPN Uo
(d)
直接耦合电平配置方式实例 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； 垫高后级的发射极电位； 稳压管电平移位； 垫高后级的发射极电位 稳压管电平移位 (c)电阻和恒流源电平移位；(d)NPN、PNP管多级 电阻和恒流源电平移位； 电阻和恒流源电平移位 、 管多级