第三章 多级放大电路2313
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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
第三章 多级放大电路
当 f >> fH 时，
f = 100 f H | AU |≈ 0.01
| AU |=
1 1 + ( f / fH )
2
≈ fH / f
斜率为 -20dB/十倍频程 的直线 十倍频程
f = f H | AU |=
1 ≈ 0.707 20 lg | AU |= 3dB 2
20 lg | AU |= 20 lg( f H / f )
)
2
0 -20 -40
f
当 f << f H 时，
| AU |=
1 1 + ( f / fH )
2
≈1
20 lg | AU |= 20 lg 1 ≈ 0 dB
f = 10 f H
| AU |≈ 0 .1
0分贝水平线 分贝水平线
20 lg | AU |= 20 dB 20 lg | AU |= 40 dB
+
- 20k
Re1
2.7k Ce1
Rc2
4.3k u o
-
+
I B1 = I C1 / β = 9 .9 uA
UC1 = UB2 = Vcc IC1Rc1 = 12 0.99× 5.1 = 7.2 V
UCE1 ≈ Vcc IC1(Rc1 + Re1) = 12 0.99× 7.8 = 4.6 V
R e2 T2
+ V CC + uo
- V EE
3. 变压器耦合
级与级之间利用变压器传递交流信号。 （1）优点:匹配好、耗能少、Q点独立、可阻抗转换
' β RL Au = rbe
（2）缺点:频带窄、体积大、笨重、非线性失真大、只传 递交流、无法集 成
模拟电路课件第三章多级放大电路
直接耦合多级放大电路的调试与优化
01
调整偏置电路，减小静态工作点 漂移。
02
引入负反馈，改善电路的稳定性 。
阻容耦合多级放大电路的调试与优化
阻容耦合多级放大电路的调试 检查各级放大器的输入和输出阻抗，确保匹配。
调整耦合电容和旁路电容，避免信号失真。
阻容耦合多级放大电路的调试与优化
检查反馈电路，避免自激振荡。 阻容耦合多级放大电路的优化
分析时需要计算各级的电压增益和总 电压增益，并考虑信号的相位和频率 响应。
变压器耦合多级放大电路的分析方法
变压器耦合多级放大电路中，各级通过变压器进行耦合，可以实现阻抗变换和电平 移动。
分析时需要计算各级的电压增益和总电压增益，并考虑变压器的匝数比和信号的相 位和频率响应。
变压器耦合多级放大电路的优点是具有阻抗变换和电平移动功能，缺点是结构复杂、 体积较大。
04
多级放大电路的设计与实现
直接耦合多级放大电路的设计与实现
设计要点
选择合适的晶体管、电阻和电容元件，以实现信号的放大和 传输。同时，需要考虑零点漂移和噪声干扰等问题，采取相 应的措施进行抑制。
实现难点
直接耦合多级放大电路的零点漂移问题较为突出，需要采取 有效的措施进行抑制，以保证电路的稳定性和可靠性。
模拟电路课件第三章多级 放大电路
• 多级放大电路概述 • 多级放大电路的工作原理 • 多级放大电路的分析方法 • 多级放大电路的设计与实现 • 多级放大电路的调试与优化
01
多级放大电路概述
多级放大电路的定义与组成
定义
多级放大电路是由两个或两个以 上的单级放大电路按照一定的拓 扑结构组合而成的电路系统。
益和带宽。
直接耦合多级放大电路的优点是 结构简单、易于集成，缺点是级 间耦合较复杂，容易产生零点漂
第3章多级放大电路
式中uic为共模信号，uid为差模信号。由以上两式可解得 ：
1 u ic 2 (u i1 u i 2 )
u id
1 2 (u i1
ui2 )
第19页，本讲稿共54页
对于线性差动放大电路，可用叠加定理求得输出电压 ：
uo1Acuic Aduid uo2Acuic Aduid
u o u o 1 u o 2 2 A d u id A d ( u i 1 u i 2 )
第12页，本讲稿共54页
除了电压放大倍数会随频率而改变外，在低频和高频段 ，输出信号对输入信号的相位移也要随频率而改变。所 以在整个频率范围内，电压放大倍数和相位移都将是频 率的函数。电压放大倍数与频率的函数关系称为幅频特 性，相位移与频率的函数关系称为相频特性，二者统称 为频率特性或频率响应。放大电路呈现带通特性。图中fH 和fL为电压放大倍数下降到中频段电压放大倍数的0.707 倍时所对应的两个频率，分别称为上限频率和下限频率 ，其差值称为通频带。 一般情况下，放大电路的输入信号都是非正弦信号，其 中包含有许多不同频率的谐波成分。由于放大电路对不 同频率的正弦信号放大倍数不同，相位移也不一样，所 以当输入信号为包含多种谐波分量的非正弦信号时，若 谐波频率超出通频带，输出信号uo波形将产生失真。这种 失真与放大电路的频率特性有关，故称为频率失真。
可见差模电压放大倍数等于单管放大电路的电压放大倍 数。差动放大电路用多一倍的元件为代价，换来了对零 漂的抑制能力。
第18页，本讲稿共54页
（3）比较输入
比较输入：两个输入信号电压的大小和相对极性是任 意的，既非共模，又非差模。
比较输入可以分解为一对共模信号和一对差模信号的 组合，即：
ui1 uic uid ui2 uic uid
第三章多级放大和功率放大电路
+ Re2 2.4k RL +
Rb2
+
26 300 51 + 0.047 (1 50 ) 835 kΩ
- 13k
e1 R’ C e1
2.4k
uo -
画微变等效电路：
Rb1
39k
Rc1
3k
Rb2
120k
+VCC T2
Cb1
+
+
T1 Rb2 Re1
1.5k
1k
e1 R’ C e1
（1）输出功率Po尽可能大。输出功率大 （2） 功放电路中电流、电压要求都比较大，必须 注意电路参数不能超过晶体管的极限值: ICM 、 UCEM 、 PCM 。
Ic
ICM PCM
UCEM
uce
(3) 电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真 非线性失真小 。 (4) 电源提供的能量应尽可能多地转换给负载，尽量 减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的 效率（）效率高 。
零点漂移——当把一个直接耦合放大电路的输入 端短路时，即输入信号为零时，由于种种原因引 起输出电压发生漂移（波动）。 零点漂移严重时，有用信号完全被漂移电压淹没， 使放大器无法正常工作。 产生原因——晶体管参数随温度变化、电源电压 波动等。 直接耦合放大电路中，抑制零点漂移最有效的方 法——采用差动式放大电路。
ui
+
Rb1 Rb2
Ri
Re1
Rc1
+ RL u -o + Ro
3.2 放大电路的频率特性 一、频率的基本概念 1、频率响应——放大器的电压放大倍数 及输入与输出相位差和频率的关系
电子技术学习指导与习题解答：第3章 多级放大电路
第3章 多级放大电路3.1 如图 3.7所示为两级阻容耦合放大电路，已知12CC =U V ，20B1B1='=R R k Ω，10B2B2='=R R k Ω，2C2C1==R R k Ω，2E2E1==R R k Ω，2L =R k Ω，5021==ββ，6.0BE2BE1==U U V 。
（1）求前、后级放大电路的静态值。
（2）画出微变等效电路。
（3）求各级电压放大倍数u1A 、u2A 和总电压放大倍数u A 。
u s+u o -CC图3.7 习题3.1的图分析 两级放大电路都是共发射极的分压式偏置放大电路，各级电路的静态值可分别计算，动态分析时需注意第一级的负载电阻就是第二级的输入电阻，即i2L1r R =。
解 （1）各级电路静态值的计算采用估算法。
第一级：412102010CC B2B1B2B1=⨯+=+=U R R R U （V ）7.126.04E1BE1B1E1C1=-=-=≈R U U I I （mA ）0.034507.11C1B1===βI I （mA ）2.5)22(7.112)(E1C1C1CC CE1=+⨯-=+-=R R I U U （V ） 第二级：412102010CC B2B1B2B2=⨯+='+''=U R R R U （V ）7.126.04E2BE2B2E2C2=-=-=≈R U U I I （mA ）电子技术学习指导与习题解答46 0.034507.12C2B2===βI I （mA ） 2.5)22(7.112)(E2C2C2CC CE2=+⨯-=+-=R R I U U （V ）（2）微变等效电路如图3.8所示。
R U +-图3.8 习题3.1解答用图（3）求各级电路的电压放大倍数u1A 、u2A 和总电压放大倍数u A 。
三极管V 1的动态输入电阻为：10807.126)501(30026)1(300E11be1=⨯++=++=I r β(Ω) 三极管V 2的动态输入电阻为：10807.126)501(30026)1(300E22be2=⨯++=++=I r β(Ω) 第二级输入电阻为：93.008.1//10//20////be2B2B1i2==''=r R R r （k Ω） 第一级等效负载电阻为：63.093.0//2//i2C1L1==='r R R （k Ω） 第二级等效负载电阻为：12//2//L C2L2==='R R R （k Ω） 第一级电压放大倍数为：3008.163.050be1L11u1-=⨯-='-=r R A β 第二级电压放大倍数为：5008.1150be2L22u2-=⨯-='-=r R A β 两级总电压放大倍数为：1500)50()30(u2u1u =-⨯-==A A A3.2 在 如图 3.9所示的两级阻容耦合放大电路中，已知12CC =U V ，30B1=R k Ω，20B2=R k Ω，4E1C1==R R k Ω，130B3=R k Ω，3E2=R k Ω，5.1L =R k Ω，5021==ββ，8.0BE2BE1==U U V 。
模电课件-第三章多级放大电路
T2
IB
IE RE
IB
U EE U BE
RB 2(1 )RE
–UEE
+UCC
RB
IB
ui2
IC1= IC2= IC= IB
UE1= UE2 =－IBRB－UBE
UC1= UC2= UCC－ICRC UCE1= UCE2 = UC1－UE1
三、 动态分析
输入信号分类 (1)差模输入
ui1 = -ui2= ud
单端
输出端 双端 接法 单端
四种组合
前面所讲的是双端输入双端输出电路
双端输入单端输出电路
单端输入双端输出电路
单端输入单端输出电路
恒流源式差放电路
电路结构:
RC ic1 uoic2 RC
RB T1
T2
ui1 R ib1
E
+UCC RB ib2 R ui2
IC3
R1
T3
为什么要改进原
R3
R2
有的差动放大电
第三章 多级放大电路
§3.1 多级放大电路的耦合方式 §3.2 多级放大电路的动态分析 §3.3 直接耦合放大电路
§3.1 多级放大电路的耦合方式
输
第一级
入
放大电路
第二级 放大电路
……
输
第n级
出
放大电路
第 n-1 级 放大电路
单级——多级，必然存在耦合 耦合：即信号的传送。
功放级
耦合方式：级与级之间的连接方式。
差模信号通路
ui1
RC ic1 uoic2 RC
RB R ib1
T1
uod1 uod2
T2
RB ib2 R
ui2
第三章 多级放大器
3. 单端输入—双端输出（非平衡输入—平衡输出）
第三章 多级放大器
3.3.2 差分放大器 3.3.5 差分放大器的四种接法
4. 单端输入—单端输出（非平衡输入—平衡输出）
第三章 多级放大器
3.3.2 差分放大器 3.3.5 差分放大器的四种接法
各种输入方式的特点：
1. 双端输入（平衡输入）
第三章 多级放大器
变压器耦合和光电耦合可以实现前后级的地 线隔离；而阻容耦合和变压器耦合则会使得放 大器的低频相应变差。 多级放大器的带宽窄于单级放大器，放大器 的级数越多，则带宽越窄。 直接耦合放大器有一个特殊问题，那就是前 级静态工作点的变动会被后级放大器放大，从 而导致后级放大器静态工作点的较大偏移，乃 至使其无法正常工作，从而引出一种特殊放大 器形式——差分放大器。
将输入信号分成两个互为反相的信号，则可以实现差动输出。 如果电路完全对称，则差动输出就可以克服温漂。 但是依然存在下述缺点
1. 发射级电阻Re的接入使得放大器的增益大大下降。
2. 信号源和基极电源不共地。
第三章 多级放大器
3.3.2 差分放大器 3.3.2 差分放大器的形成3
如果电路完全对称，则发射级电阻Re上的差动电流为零，输 入信号将直接作用到管子的发射结，从而发射级电阻Re对放 大器差动增益的影响消失。 发射级电阻Re对温漂的抑制作用依然有效（即负反馈调节作 用依然存在），所以电路既保留了对温漂的强烈的抑制作用， 又保证了电路的高增益。 但是依然存在下述缺点 1. 信号源和基极电源不共地。
第三章 多级放大器
多级放大器往往要求能够提供合适的输入、输 出阻抗以及足够的电压电流增益，这可以通过 将不同组态的放大器进行级联（共射放大器及 跟随器）来实现。
第三章 多级放大器
3.3.2 差分放大器 3.3.5 差分放大器的四种接法
4. 单端输入—单端输出（非平衡输入—平衡输出）
第三章 多级放大器
3.3.2 差分放大器 3.3.5 差分放大器的四种接法
各种输入方式的特点：
1. 双端输入（平衡输入）
第三章 多级放大器
变压器耦合和光电耦合可以实现前后级的地 线隔离；而阻容耦合和变压器耦合则会使得放 大器的低频相应变差。 多级放大器的带宽窄于单级放大器，放大器 的级数越多，则带宽越窄。 直接耦合放大器有一个特殊问题，那就是前 级静态工作点的变动会被后级放大器放大，从 而导致后级放大器静态工作点的较大偏移，乃 至使其无法正常工作，从而引出一种特殊放大 器形式——差分放大器。
将输入信号分成两个互为反相的信号，则可以实现差动输出。 如果电路完全对称，则差动输出就可以克服温漂。 但是依然存在下述缺点
1. 发射级电阻Re的接入使得放大器的增益大大下降。
2. 信号源和基极电源不共地。
第三章 多级放大器
3.3.2 差分放大器 3.3.2 差分放大器的形成3
如果电路完全对称，则发射级电阻Re上的差动电流为零，输 入信号将直接作用到管子的发射结，从而发射级电阻Re对放 大器差动增益的影响消失。 发射级电阻Re对温漂的抑制作用依然有效（即负反馈调节作 用依然存在），所以电路既保留了对温漂的强烈的抑制作用， 又保证了电路的高增益。 但是依然存在下述缺点 1. 信号源和基极电源不共地。
第三章 多级放大器
多级放大器往往要求能够提供合适的输入、输 出阻抗以及足够的电压电流增益，这可以通过 将不同组态的放大器进行级联（共射放大器及 跟随器）来实现。
多级放大电路
i2
oi
u
o1
Au
u1
i
故
Au uo u
i
A A
u1
（1）
u2
因此可推广到n级放大电路的电压放大倍数为
AA A
u u1
u2
... Aun
（2）
多级放大电路
2．输入电阻 多级放大电路的输入电阻,就是输入级的输入电阻。
计算时要注意:当输入级为共集电极放大电路时,要考虑
第二级的输入电阻作为前级负载时对输入电阻的影响。 3．输出电阻
图4 变压器耦合放大电路
多级放大电路
4、光电耦合
多级放大电路
图3.1.6 光电耦合放大电路
返回
多级放大电路
图3.2.1 多级放大电路方框图
返回
多级放大电路
二、多级放大电路的性能指标估算 1．电压放大倍数 根据电压放大倍数的定义式
uo Au
在图1中,由于
u
i
u A u
o u2
i2
u u
RB1 1M 82k C1 + T1 C2 + +
Ui
RB1
RC2 10k T2
+24V C3 + +
–
RE1 27k
RB2
43k
7.5k
RE1 510 U O + RE2
CE –
解: (1) 两级放大电路的静态值可分别计算。
RC2 RB1 RB1 1M C3 10k 82k + C1 + T2 + T1 C2 + + RE1 510 U O RE1 RB2 Ui + RE2 27k 43k CE 7.5k – –
oi
u
o1
Au
u1
i
故
Au uo u
i
A A
u1
（1）
u2
因此可推广到n级放大电路的电压放大倍数为
AA A
u u1
u2
... Aun
（2）
多级放大电路
2．输入电阻 多级放大电路的输入电阻,就是输入级的输入电阻。
计算时要注意:当输入级为共集电极放大电路时,要考虑
第二级的输入电阻作为前级负载时对输入电阻的影响。 3．输出电阻
图4 变压器耦合放大电路
多级放大电路
4、光电耦合
多级放大电路
图3.1.6 光电耦合放大电路
返回
多级放大电路
图3.2.1 多级放大电路方框图
返回
多级放大电路
二、多级放大电路的性能指标估算 1．电压放大倍数 根据电压放大倍数的定义式
uo Au
在图1中,由于
u
i
u A u
o u2
i2
u u
RB1 1M 82k C1 + T1 C2 + +
Ui
RB1
RC2 10k T2
+24V C3 + +
–
RE1 27k
RB2
43k
7.5k
RE1 510 U O + RE2
CE –
解: (1) 两级放大电路的静态值可分别计算。
RC2 RB1 RB1 1M C3 10k 82k + C1 + T2 + T1 C2 + + RE1 510 U O RE1 RB2 Ui + RE2 27k 43k CE 7.5k – –
第三章 多级放大电路
ri
rbe1 R1 RE1
ib 2
ib1
R2 R3 rbe2
ri 2
ib 2
U O
RC2 RL
ro
Au 2
2 RL 2
rbe2
50 (10 // 10 ) 1.7
147
Aus Aus1 Au2 147 0.968 142 .296
ib1
RS
共模信号：对于图（b）所示电路，当uI1与uI2所加信号为 大小相等极性相同的输入信号时，称为共模信号。
共模输入信号的分析：当电路输入共模信号时，由于电路 参数对称，T1管和T2管所产生的电流变 化相等。
因此，集电极电位的变化也相等，即 输出电压 说明差分放大电路对共模信号具有很强的抑制作用，在电
典型电路
R1 1M C1
RS
20k Ui U S
R2 C2 82k
T1
RE1 R3 27k 43k
+UCC
RC2
(+24V) 设: 1=2=50,
10k
rbe1 = 2.9k ,
C3 T2
RL
rbe2 = 1.7 k
求：A、ri、ro
RE2
10k Uo
8k
CE
前级
后级
性能分析
1. 静态: Q点同单级。 2. 动态性能:
ri=101 k
ro
RE
//
rbe 1
R s
2.36 =5.6// 1+100
=23
RS=0
用射极输出器作为输入级时电压放大倍数的估算
+EC
RB C1
R11
RC1
C12
rbe1 R1 RE1
ib 2
ib1
R2 R3 rbe2
ri 2
ib 2
U O
RC2 RL
ro
Au 2
2 RL 2
rbe2
50 (10 // 10 ) 1.7
147
Aus Aus1 Au2 147 0.968 142 .296
ib1
RS
共模信号：对于图（b）所示电路，当uI1与uI2所加信号为 大小相等极性相同的输入信号时，称为共模信号。
共模输入信号的分析：当电路输入共模信号时，由于电路 参数对称，T1管和T2管所产生的电流变 化相等。
因此，集电极电位的变化也相等，即 输出电压 说明差分放大电路对共模信号具有很强的抑制作用，在电
典型电路
R1 1M C1
RS
20k Ui U S
R2 C2 82k
T1
RE1 R3 27k 43k
+UCC
RC2
(+24V) 设: 1=2=50,
10k
rbe1 = 2.9k ,
C3 T2
RL
rbe2 = 1.7 k
求：A、ri、ro
RE2
10k Uo
8k
CE
前级
后级
性能分析
1. 静态: Q点同单级。 2. 动态性能:
ri=101 k
ro
RE
//
rbe 1
R s
2.36 =5.6// 1+100
=23
RS=0
用射极输出器作为输入级时电压放大倍数的估算
+EC
RB C1
R11
RC1
C12
3-多级放大电路1概要
3）电路的温漂小。 4）体积小，成本低。
缺点： 1）无法集成； 2）低频特性差； 3）只能使信号直接通过，而不能改变其参数。
三、 变压器耦合
变压器耦合是利用变压器将前级的输出端与后级的 输入端连接起来的耦合方式
图3-4 变压器耦合放大电路
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。
172
UO 172 0.01
UO
1.72V
U O1
1 2
UO
华成英
0.86V
hchya@
课外作业 : P 316 6.2.2 6.2.5
§3.4 功率放大电路
一、概述 二、乙类互补对称功率放大电路
一、概述
1、功率放大电路研究的问题 2、对功率放大电路的要求 3、晶体管的工作方式 4、功率放大电路的种类
求：（1）静态工作时的两管集电极电流 IC； （2）双端输出时的U o 和从 T1 单端输出时的U o1 。
解： IC 1/ 2 0.5mA
rbe
300
(1
)
26mV IC
AVD
vo vid
UO U I1 U I 2
UO
1 1.01
U O 0.01
AVD
RC
rbe
60 10000 3472
二、 阻容耦合
阻容耦合是利用电容器作为耦合元件将前级和后级连接 起来的耦合方式。
图3-3 阻容耦合放大电路
优点： 1）各级的直流工作点相互独立。由于电容器隔直流而
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。 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。
缺点： 1）无法集成； 2）低频特性差； 3）只能使信号直接通过，而不能改变其参数。
三、 变压器耦合
变压器耦合是利用变压器将前级的输出端与后级的 输入端连接起来的耦合方式
图3-4 变压器耦合放大电路
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。
172
UO 172 0.01
UO
1.72V
U O1
1 2
UO
华成英
0.86V
hchya@
课外作业 : P 316 6.2.2 6.2.5
§3.4 功率放大电路
一、概述 二、乙类互补对称功率放大电路
一、概述
1、功率放大电路研究的问题 2、对功率放大电路的要求 3、晶体管的工作方式 4、功率放大电路的种类
求：（1）静态工作时的两管集电极电流 IC； （2）双端输出时的U o 和从 T1 单端输出时的U o1 。
解： IC 1/ 2 0.5mA
rbe
300
(1
)
26mV IC
AVD
vo vid
UO U I1 U I 2
UO
1 1.01
U O 0.01
AVD
RC
rbe
60 10000 3472
二、 阻容耦合
阻容耦合是利用电容器作为耦合元件将前级和后级连接 起来的耦合方式。
图3-3 阻容耦合放大电路
优点： 1）各级的直流工作点相互独立。由于电容器隔直流而
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。 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。
[工学]第3章 多级放大电路及集成运算放大器
![[工学]第3章 多级放大电路及集成运算放大器](https://img.taocdn.com/s3/m/6fa05f0a0242a8956aece484.png)
Ri
RS Ri
Ii IS
RS
RS Ri
(3—1) (3—2)
2021/8/26
11
RS . US
输
入
. Ui
Ri 级
. Ii
. IS
RS
输 入 Ri 级
(a)
(b)
图3.5 信号源内阻、 (a)信号源内阻降低输入电压; (b)信号源内阻降低输入电流
2021/8/26
12
2.
中间级级间的相互关系归结为：前级的输出信号为 后级的信号源，其输出电阻为信号源内阻，后级的输入 电阻为前级的负载电阻。如图3.6所示,第二级的输入电阻 为第一级的负载，第三级的输入电阻为第二级的负载， 依次类推。
2021/8/26
6
3.1.3 直接耦合
直接耦合：将前级的输出端直接接后级的输入端。 可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。
R1 RC1
R2
+
T1
ui
–
RC2 T2
RE2
+UCC
+ uo –
2021/8/26
7
直接耦合存在的两个问题：
1. 前后级静态工作点相互影响 2. 零点漂移
零点漂移：由于温度等原因，使放大电路在输入信 号为零时，输出电压不为零的现象。
若电路不完全对称，则 Ac 0， 实际输出电压 uo = Ac uic + Ad uid
即共模信号对输出有影响 。
2021/8/26
33
3. 2. 2 典型差动放大电路
RB +
RC + uo – RC T1 RP T2
RB
+UCC +
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VB2
可用二极管代替Re2，VB2≈1.4V。（动态时二极管等效 成一个小电阻。）
VB2
或者可用稳压管代替Re2
电阻R的作用是使稳压管工 作在稳压的范围里。 （动态 时稳压管等效成一个小电 阻。）
NPN管的集电极电位总比基 极高，经过几级放大后，输 出电位不断升高，甚至越来 越接近电源电压。电源电压 Vcc是一定的，级数越多， 后级静态工作点越难以设置。
四种接法的动态参数归纳： ①输入电阻 Ri （Rb rbe） 2 ②双端输出
C1 输出
RL （Rc // ） 2 Ad Rb rbe Ac 0 R0 2 Rc
u I ③单端输入，若输入信号为 uI , 则uId uI , uIc 2
（思考：什么时候输入与输出同相？）
b、输入共模信号
输入共模信号时，Re电阻上的电流变化△iRE=2 △iE，发射
级电位的变化△uE=2 △iE Re ，所以对每一个晶体管来说，可 认为△iE流过阻值为2 Re的射级电阻。
uoc ( Rc // RL ) Ac u Ic Rb rbe 2(1 ) Re Ad Rb rbe 2(1 ) Re K CMR Ac 2( Rb rbe )
1 1 uod 2 uod （Rc // 2 RL） Ad 1 uId Rb rbe uId 2 Ri （Rb rbe） R0 2Rc 2
（4）共模抑制比
K CMR
Ad Ac
KCMR越大，对差模信号的放大能力越强，对共模信号
的抑制能力越强。
3、差分电路的四种接法
R1 U B3 VEE R1 R2 U E 3 VEE I E3 R3
U E 3 U B 3 U BE 3
R2 VEE U BE 3 R1 R2 IC 3 R3
（1）双端输入双端输出
1 （Rc // RL） 2 Ad Rb rbe
Ri （Rb rbe） 2 R0 2 Rc Ac 0 K CMR
（2）双端输入单端输出
①静态分析 RL VCC VCC RC RC // RL RL RC VEE U BEQ I EQ I EQ I BQ 2 Re （1 ） U CEQ 1 U CQ 1 U EQ 1 VCC I CQ RC U BEQ
可使用NPN型和PNP型混合使用的方法解决这个问题。
Uo'=Rc2/Re2[Vcc(Uo+UEB2)] 只要适当选取电阻Rc2和Re2，就 能使Uo'<Uo
2、直接耦合电路的优、缺点 优点：（1）可放大变化缓慢的信号, 可放大直流信号，低频特性好。 （2）易于集成（因为不使用电容） 。 缺点：静态工作点相互影响。
Ro R4
§3.3直接耦合放大电路 一、直接耦合放大电路的零点漂移现象 1、什么是零点漂移？
输入电压为零而输出电压不为零且缓慢变化的现象。（主要 由温度变化引起，又称为温度漂移。）
2、产生零点漂移的原因 T
IB β ICEO
IC
3、克服零点漂移的方法
（1）引入直流负反馈（Re）； （2）温度补偿（p110 图2.4.6 利用二极管进行温度补偿电路）； （3）采用差动放大电路。
gs
U0 (1 ) R4 Au 2 U 01 rbe (1 ) R4 Au Au1 Au 2
rbe R2 Ro R4 ∥ 1
Ri R1
例题3: 试求图示电路的 Au、Ri、R0
Ri 2 rbe 2 u1 1 ( R1 ∥ rbe2 ) A rbe1 u 2 2 R4 A rbe2 Au Au1 Au 2 Ri ( R5 R2 ∥ R3 ) ∥ rbe1
二、差动放大电路
1、抑制零漂的原理 (1)静态：
Vc1=Vc2，uo= Vc1Vc2=0 温度升高：Vc1=Vc2 uo= (Vc1+ Vc1)(Vc2+ Vc2 )=0
uI 1
u I 2
差动放大电路以增加一 套相同电路的代价来换 取对零漂的抑制。
对称
两个输入
（2）动态
①共模信号 ui1=ui2
uC 1 uC 2
放大差模信号---“差动”
任意输入信号： uId uI 1 uIc 2
uId 2 u I 1 u I 2 其 中: 共 模 输 入 电 压 uIc 2 uI 2 uIc
差 模 输 入 电 压 uId uI 1 uI 2
注意：每级电压放大倍数的计算，它的负载电阻就 是后一级的输入电阻。
二、输入电阻 多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻。
Ri Ri1
（注意：第一级是共集放大电路时，输入电阻与第二级的输入电阻 有关。）
三、输出电阻 多级放大电路的输出电阻就是最后一级的输入电阻。
R0 R0 n
（注意：最后一级是共集放大电路时，输出电阻与倒数第二级的 输出电阻有关。）
例题1：
1、静态分析：
第一级： U
R2 VCC BQ1 R1 R 2 U BQ1 U BEQ1 R4 I CQ1 I CQ1
第二级：
I EQ1 I BQ1
1 U CEQ 2 VCC I EQ 2 R6 U CEQ1 VCC I CQ1 ( R3 R4 )
对称： uC 1 uC 2
u0 uC 1 uC 2
uI 1
u I 2
U CQ 1 uC 1）（U CQ 2 uC 2） （
差模信号作用下Re中电流变
0 抑制共模信号 温度变化对电路的影响相当于 共模信号作用于电路 ②差模信号ui1= ui2
化为零，Re对差模信号相当于短 u0 uC 1 uC 2 2uC 1 路。
I EQ
VEE U BEQ 2 Re I EQ
(Rb一般很小,可忽略。)
I BQ （1 ） U CEQ U CQ U EQ VCC I CQ RC U BEQ
（2）共模放大倍数
uOC uOC 1 uOC 2 Ac 0 uIc uIc
（3）差模放大倍数
传输特性： f ( u ) iC CE
iC i I D 当uCE 足够大时， 只与 D成正比。
参数：
iC 电流传输比： CTR i D
CTR比小，只有0.1到0.5
光电耦合器的应用之一：组成开关电路
对于开关电路，往往要求控制电路和开关电路之间要有很好的电隔 离，这对于一般的电子开关来说是很难做到的，但采用光电耦合器 就很容易实现了。 图1电路中，当输入信号ui为低电平时，晶体管V1处于截止 状态，光电耦合器B1中发光二极管的电流近似为零，输出端 Q11、Q12间的电阻很大，相当于开关“断开”；当ui为高电平 时，v1导通，B1中发光二极管发光，Q11、Q12间的电阻变小 ，相当于开关“接通”．
Re越大，KCMR越大。
（3）单端输入、双端输出
单端输入，若输入信号为 uI , 则uId uI , uIc
如果电路参数理想对称，则Ac=0
u I 2
注意： 单端输入、双端输出电路与双端输入、双端输出电路的区别： 单端输入、双端输出电路在差模信号输入的同时，伴随着共模 信号输入。 单端输入、双端输出电路与双端输入、双端输出电路的静态工 作点和动态参数的分析完全相同。 （4）单端输入、单端输出（分析与双端输入、单端输出相同）
U 0 I b RL n 2 RL Au Ui I b rbe rbe
变压器耦合
优点：工作点不影响，可以实现阻抗匹配。 缺点：不能放大直流信号，低频特性不好，体积大、 重量大。
四、光电耦合 1、光电耦合器
光电耦合器将发光二极管与光电 三极管相互绝缘地组合在一起。 发光二极管为输入回路，将电能 转换成光能；光电三极管为输出 回路，将光能再转换成电能。在 输出回路常采用复合管以提高电 流放大能力。
前级是后级的信号源，其内阻就是前级的输出电阻。
例题2: 试求图示电路的 Au、Ri、R0
Ri 2 rbe (1 ) R4 U 01 Au1 Ui
g mU gs [ R2 ∥[rbe (1 ) R4 ] U g m R2 ∥[rbe (1 ) R4 ]
第三章
§3.1
多级放大电路
多级放大电路的耦合方式
直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光电耦合 一、直接耦合 1、静态工作点的设置 T2导通时VB2=0.7V，则 UCEQ1=0.7V，T1管的静态 工作点接近饱和区。
VB2
提高电位VB2，使T1远离饱 和区，可在T2发射极接一电 阻Re2 。
但这样会降低电压放大倍数
I BQ 2
VCC U BEQ 2 R5 1 2）R6 （
I EQ 2 1 2）I BQ 2 （
动态分析：
U01 1 R3 // Ri 2） （ Au1 Ri 2 R5 // rbe 2 1 2）R6 // RL） （ ( Ui rbe1
2、光电耦合放大电路
可以是前级 放大电路
优点：输入与输出在电气上完全隔离, 抗干扰 能力强。
§3.2 多级放大电路的动态分析
一、电压放大倍数
放大电路中前一级的输出电压是后一级的输入电压：
U 01 U 02 U0 Au Au1 Au 2 Aun Ui Ui2 U in
差动
叠加
电路
＝
可用二极管代替Re2，VB2≈1.4V。（动态时二极管等效 成一个小电阻。）
VB2
或者可用稳压管代替Re2
电阻R的作用是使稳压管工 作在稳压的范围里。 （动态 时稳压管等效成一个小电 阻。）
NPN管的集电极电位总比基 极高，经过几级放大后，输 出电位不断升高，甚至越来 越接近电源电压。电源电压 Vcc是一定的，级数越多， 后级静态工作点越难以设置。
四种接法的动态参数归纳： ①输入电阻 Ri （Rb rbe） 2 ②双端输出
C1 输出
RL （Rc // ） 2 Ad Rb rbe Ac 0 R0 2 Rc
u I ③单端输入，若输入信号为 uI , 则uId uI , uIc 2
（思考：什么时候输入与输出同相？）
b、输入共模信号
输入共模信号时，Re电阻上的电流变化△iRE=2 △iE，发射
级电位的变化△uE=2 △iE Re ，所以对每一个晶体管来说，可 认为△iE流过阻值为2 Re的射级电阻。
uoc ( Rc // RL ) Ac u Ic Rb rbe 2(1 ) Re Ad Rb rbe 2(1 ) Re K CMR Ac 2( Rb rbe )
1 1 uod 2 uod （Rc // 2 RL） Ad 1 uId Rb rbe uId 2 Ri （Rb rbe） R0 2Rc 2
（4）共模抑制比
K CMR
Ad Ac
KCMR越大，对差模信号的放大能力越强，对共模信号
的抑制能力越强。
3、差分电路的四种接法
R1 U B3 VEE R1 R2 U E 3 VEE I E3 R3
U E 3 U B 3 U BE 3
R2 VEE U BE 3 R1 R2 IC 3 R3
（1）双端输入双端输出
1 （Rc // RL） 2 Ad Rb rbe
Ri （Rb rbe） 2 R0 2 Rc Ac 0 K CMR
（2）双端输入单端输出
①静态分析 RL VCC VCC RC RC // RL RL RC VEE U BEQ I EQ I EQ I BQ 2 Re （1 ） U CEQ 1 U CQ 1 U EQ 1 VCC I CQ RC U BEQ
可使用NPN型和PNP型混合使用的方法解决这个问题。
Uo'=Rc2/Re2[Vcc(Uo+UEB2)] 只要适当选取电阻Rc2和Re2，就 能使Uo'<Uo
2、直接耦合电路的优、缺点 优点：（1）可放大变化缓慢的信号, 可放大直流信号，低频特性好。 （2）易于集成（因为不使用电容） 。 缺点：静态工作点相互影响。
Ro R4
§3.3直接耦合放大电路 一、直接耦合放大电路的零点漂移现象 1、什么是零点漂移？
输入电压为零而输出电压不为零且缓慢变化的现象。（主要 由温度变化引起，又称为温度漂移。）
2、产生零点漂移的原因 T
IB β ICEO
IC
3、克服零点漂移的方法
（1）引入直流负反馈（Re）； （2）温度补偿（p110 图2.4.6 利用二极管进行温度补偿电路）； （3）采用差动放大电路。
gs
U0 (1 ) R4 Au 2 U 01 rbe (1 ) R4 Au Au1 Au 2
rbe R2 Ro R4 ∥ 1
Ri R1
例题3: 试求图示电路的 Au、Ri、R0
Ri 2 rbe 2 u1 1 ( R1 ∥ rbe2 ) A rbe1 u 2 2 R4 A rbe2 Au Au1 Au 2 Ri ( R5 R2 ∥ R3 ) ∥ rbe1
二、差动放大电路
1、抑制零漂的原理 (1)静态：
Vc1=Vc2，uo= Vc1Vc2=0 温度升高：Vc1=Vc2 uo= (Vc1+ Vc1)(Vc2+ Vc2 )=0
uI 1
u I 2
差动放大电路以增加一 套相同电路的代价来换 取对零漂的抑制。
对称
两个输入
（2）动态
①共模信号 ui1=ui2
uC 1 uC 2
放大差模信号---“差动”
任意输入信号： uId uI 1 uIc 2
uId 2 u I 1 u I 2 其 中: 共 模 输 入 电 压 uIc 2 uI 2 uIc
差 模 输 入 电 压 uId uI 1 uI 2
注意：每级电压放大倍数的计算，它的负载电阻就 是后一级的输入电阻。
二、输入电阻 多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻。
Ri Ri1
（注意：第一级是共集放大电路时，输入电阻与第二级的输入电阻 有关。）
三、输出电阻 多级放大电路的输出电阻就是最后一级的输入电阻。
R0 R0 n
（注意：最后一级是共集放大电路时，输出电阻与倒数第二级的 输出电阻有关。）
例题1：
1、静态分析：
第一级： U
R2 VCC BQ1 R1 R 2 U BQ1 U BEQ1 R4 I CQ1 I CQ1
第二级：
I EQ1 I BQ1
1 U CEQ 2 VCC I EQ 2 R6 U CEQ1 VCC I CQ1 ( R3 R4 )
对称： uC 1 uC 2
u0 uC 1 uC 2
uI 1
u I 2
U CQ 1 uC 1）（U CQ 2 uC 2） （
差模信号作用下Re中电流变
0 抑制共模信号 温度变化对电路的影响相当于 共模信号作用于电路 ②差模信号ui1= ui2
化为零，Re对差模信号相当于短 u0 uC 1 uC 2 2uC 1 路。
I EQ
VEE U BEQ 2 Re I EQ
(Rb一般很小,可忽略。)
I BQ （1 ） U CEQ U CQ U EQ VCC I CQ RC U BEQ
（2）共模放大倍数
uOC uOC 1 uOC 2 Ac 0 uIc uIc
（3）差模放大倍数
传输特性： f ( u ) iC CE
iC i I D 当uCE 足够大时， 只与 D成正比。
参数：
iC 电流传输比： CTR i D
CTR比小，只有0.1到0.5
光电耦合器的应用之一：组成开关电路
对于开关电路，往往要求控制电路和开关电路之间要有很好的电隔 离，这对于一般的电子开关来说是很难做到的，但采用光电耦合器 就很容易实现了。 图1电路中，当输入信号ui为低电平时，晶体管V1处于截止 状态，光电耦合器B1中发光二极管的电流近似为零，输出端 Q11、Q12间的电阻很大，相当于开关“断开”；当ui为高电平 时，v1导通，B1中发光二极管发光，Q11、Q12间的电阻变小 ，相当于开关“接通”．
Re越大，KCMR越大。
（3）单端输入、双端输出
单端输入，若输入信号为 uI , 则uId uI , uIc
如果电路参数理想对称，则Ac=0
u I 2
注意： 单端输入、双端输出电路与双端输入、双端输出电路的区别： 单端输入、双端输出电路在差模信号输入的同时，伴随着共模 信号输入。 单端输入、双端输出电路与双端输入、双端输出电路的静态工 作点和动态参数的分析完全相同。 （4）单端输入、单端输出（分析与双端输入、单端输出相同）
U 0 I b RL n 2 RL Au Ui I b rbe rbe
变压器耦合
优点：工作点不影响，可以实现阻抗匹配。 缺点：不能放大直流信号，低频特性不好，体积大、 重量大。
四、光电耦合 1、光电耦合器
光电耦合器将发光二极管与光电 三极管相互绝缘地组合在一起。 发光二极管为输入回路，将电能 转换成光能；光电三极管为输出 回路，将光能再转换成电能。在 输出回路常采用复合管以提高电 流放大能力。
前级是后级的信号源，其内阻就是前级的输出电阻。
例题2: 试求图示电路的 Au、Ri、R0
Ri 2 rbe (1 ) R4 U 01 Au1 Ui
g mU gs [ R2 ∥[rbe (1 ) R4 ] U g m R2 ∥[rbe (1 ) R4 ]
第三章
§3.1
多级放大电路
多级放大电路的耦合方式
直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光电耦合 一、直接耦合 1、静态工作点的设置 T2导通时VB2=0.7V，则 UCEQ1=0.7V，T1管的静态 工作点接近饱和区。
VB2
提高电位VB2，使T1远离饱 和区，可在T2发射极接一电 阻Re2 。
但这样会降低电压放大倍数
I BQ 2
VCC U BEQ 2 R5 1 2）R6 （
I EQ 2 1 2）I BQ 2 （
动态分析：
U01 1 R3 // Ri 2） （ Au1 Ri 2 R5 // rbe 2 1 2）R6 // RL） （ ( Ui rbe1
2、光电耦合放大电路
可以是前级 放大电路
优点：输入与输出在电气上完全隔离, 抗干扰 能力强。
§3.2 多级放大电路的动态分析
一、电压放大倍数
放大电路中前一级的输出电压是后一级的输入电压：
U 01 U 02 U0 Au Au1 Au 2 Aun Ui Ui2 U in
差动
叠加
电路
＝