电工学下册第15章 基本放大电路(2)

输 入 输 出
第一级
第二级
第(n-1)级
第n级
前置级 电压放大
末前级
末级(输出级)
功率放大
耦合的概念及类型：
多级放大电路中，前后两级之间的联接方式称为 耦合。常用的级间耦合有阻容耦合、直接耦合及 变压器耦合三种方式。 阻容耦合方式的结构简单，易于调整，适合于交流 放大电路； 直接耦合结构较复杂，调整比较繁琐。在集成电路 得到极大发展以来，直接耦合的应用越来越多； 变压器耦合结构虽比较简单，但元件体积大、重量 大、不适于电路的小型化和集成化，在应用上有许 多局限性，许多场合已被前两种方式所取代。
X o
输出信号
反馈信号
反馈 电路F
反馈系数
反馈放大电路的三个环节：
基本放大电路 放大倍数
X A o X d
X f F 反馈电路 X o
X X 比较环节 X d i f
二、
负反馈的类型
1. 反馈的分类 引入交流 引入直流 直流反馈：反馈只对直流 负反馈的 负反馈的 分量起作用，反馈元件只 目的：稳 目的：改 能传递直流信号。 善放大电 定静态工 交流反馈：反馈只对交流 路的性能 分量起作用，反馈元件只 作点 能传递交流信号。 负反馈：反馈削弱净输入信号，使放大倍数降低。 正反馈：反馈增强净输入信号， 使放大倍数提高。 在放大电路中，出现正反馈将使放大器产生 自激振荡，使放大器不能正常工作。 在振荡器中引入正反馈，用以产生波形。
反馈： 将放大电路输出端信号的一部分或全部， 通过某种电路， 引回到输入端。 若引回的反馈信号削弱了输入信号 ——负反馈
若引回的反馈信号增强了输入信号 ——正反馈
+ X i
X d
X f –
A
F
X o
反馈放大电路的方框图 净输入信号
X i +
输入信号
– X f
X d
基本放大 电路A
4.展宽通频带 引入负反馈使电路的通频带宽度增加
BWf (1 Ao F )BW
|Au|
无负反馈 有负反馈
O
BW BWf
f
5. 对输入电阻的影响 1) 串联负反馈 使电路的输入电阻提高
rif (1 A0 F )ri
ib
+ + ube – +
ui
–
uf
–
ui ube 无负反馈时： ri ib ib ui 有负反馈时：rif ib
在同样的 ib下，ui= ube + uf > ube，所以 rif 提高。
2) 并联负反馈 使电路的输入电阻降低 ri ri f 1 A0 F
ii ube
– +
ib
无负反馈时：
ube ri ib
if
ube 有负反馈时： rif ii
在同样的ube下，ii = ib + if > ib，所以 rif 降低。
在直接耦合放大电路中抑制零点漂移最有效的电 路结构是差分放大电路，多级直接耦合放大电路 的第一级广泛采用这种电路。 +UCC 由于电路的结构是 RC RC 对称的， 管子具有 + uo – RB1 RB1 同样的参数； T T 2 1 + + 两只晶体管具有相
| 1+AF| 称为反馈深度，其值愈大，负反馈作用 愈强，Af也就愈小。
射极输出器、不带旁路电容的共射放大电路的电 压放大倍数较低就是因为电路中引入了负反馈。
2.提高放大倍数的稳定性 d Af A
Af
1 AF
Af
dA 1 1 AF A
引入负反馈使放大倍数的稳定性提高。
放大倍数下降至1/(1+|AF|)倍，其稳定性提高1+|AF|倍。
为电压反馈 为电流反馈
本级负反馈： 多为直流负反馈，
用以稳定静态工作点。
级间负反馈： 多为交流负反馈， 用以稳定电压放大倍数。
[例题]
RC1 C1 + ui –
RF1 RC2 RE2 R1
R2
+C2
+UCC
+
ii RF2
+ R E1 if uf –
+
C3
RE1 —— 交直流 串联 电流 负反馈 本级
RB2
RC1
IC1 RC2
+Ucc
常用的解决方法是提高第二级的基极电位。如在第 二级加发射极电阻或加稳压管进行改进，既能有效 传递信号，又能使每一级都有合适的静态工作点。
2. 零 点 漂 移 理想的直接耦合放大电路应在输入信号为零时，保 持输出电压不变。但实际的放大电路往往在输入端 短接时( u i = 0 )，所测得的输出电压并不恒定，而 是缓慢地、无规则地变化着，这就是零点漂移。 引起零点漂移的因素很多，有晶体管参数随温度 的变化、电源电压的波动、电路元件参数的变化 等，但温度变化的影响是最严重的。 由于直接耦合，第一级的漂移被逐级放大，以至 影响整个放大电路的工作，所以特别要注重对第 一级零点漂移的抑制。
17 ·2 放大电路中的负反馈
+UCC 通过RE RC C2 RB1 将输出电流 iC + 反馈到输入 + C1 + iB + T uCE + uBE - RL uo + + ui RB2 CE RE -
RS
+ uS -
温度↑ → IC↑ → VE↑ → UBE↓ → IB ↓ → IC↓
一、 什么是放大电路中的负反馈
+UC
RC
+
C2 + + + u _f RL uo RS
+ e – S – +
RC RF C1 ui
–
为串联反馈； 为并联反馈； +
+ eS – –
RE
-
RL uo
–
输入端 输出端
反馈电路与发射极相联， 反馈电路与基极相联，
反馈电路从输出端所在极引出， 反馈电路不从输出端所在极引出，
提高了放大倍数的稳定性；
改善了波形失真； 改变了放大电路的输入电阻和输出电阻； 用多级放大器来弥补负反馈引起的放大倍数降低。
多级放大电路及其级间耦合
许多放大器都是由多级放大电路组成的，各 级放大电路对微弱信号进行接续放大，从而获得 必要的电压幅数或足够的功率。
多级放大器的组成模式
多级放大器的组成模式可用下列框图示意：
(1) 输入端： 串联反馈 并联反馈
可以提高放大电路的输入电阻
可以降低放大电路的输入电阻 I d A A A I I f o F F F
U d
A
F
U o
U f
(2) 输出端：
电流反馈 电压反馈
可以提高输出电阻， 稳定输出电流 可以降低输出电阻， 稳定输出电压
虽然降低了电压放大倍数， 但在很多方向改善了放大电路的工作性能：
若|AF| >>1，称为深度负反馈，此时：
1 Af F
在深度负反馈的情况 下，闭环放大倍数仅与反 馈电路的参数有关。
3. 改善波形失真
加反馈前
ui ui
正弦波 略小 略大 u
f
A ud
略大
uo
小
大
加反馈后

A
uo
接近正弦波
略小
F
负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真， 因此只能减小失真，而不能完全消除失真。
R2 + ui – T1 T2 RE2
+
uo –
1. 静态工作点的相互影响
R 由图可见，VC1=VB2， VC2 IC1 RC1不仅是第一级的负 T2 RB1 载电阻又是第二级的偏 T1 IB2 IB1 R DZ E2 u = 0 置电阻，它们之间的静 i 态值是相互影响的。 按图中的耦合方式，晶体管T1的集电极电位被钳制 在0.6~0.7V，必然使T1的集电结处于零偏置，基本 上工作在饱和区。这样的电路已失去放大作用。
6.对输出电阻的影响 1) 电压负反馈使电路的输出电阻降低
ro rof 1 A0 F
电压负反馈具有稳定输出电压的作用， 即有恒压输出特性，故输出电阻降低。
2) 电流负反馈使电路的输出电阻提高
rof (1 A0 F )ro
电流负反馈具有稳定输出电流的作用， 即有恒流输出特性，故输出电阻提高。
B
I b2
I c2C
R r U R r U L be C1 be o U o1 R R C2 i R R R + B2 B1 B1 B2 ES - E E
β2 Ib 2
+
15 ·7 差分放大电路
为了能对缓慢变化的信号或直流信号进行放大， 不能采用阻容耦合而只能采用直接耦合——将 前级的输出信号直接接到后级的输入端： 直接耦合的结构虽然简单，但存在着严重问题，一 是前后级静态工作点的相互影响；二是所谓的零点 +Ucc 漂移。 +UCC RC1 RC2 R1
ui
- RB12
+
C2 CE1
T2 RB22 RE1
RE1
+
CE2
1. 隔直作用 前后两级的静态工作点互不影响； 2. 容抗很小 交流信号可顺利通过电容耦合到下一级 ； 3. 低频特性差 低频时容抗较大，交流信号损失较大； 4. 难于集成 集成电路无法制造大容量的耦合电容。
RB11
RC1 T1
+Ucc
RB21
+ +
RC2
C1 +
+
C3
RL + CE2
es i