直接、变压器和光电耦合多级放大电路
合集下载
多级放大电路的耦合方式及分析方法
3. 集成运放的符号和电压传输特性 uO=f(uP-uN)
在线性区： uO＝Aod(uP－uN) Aod是开环差模放大倍数。
非线 性区
由于Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的 最大输入电压(uP－uN)的数值仅为几十～一百多微伏。 (uP－uN)的数值大于一定值时，集成运放的输出不是 ＋UOM , 就是－UOM，即集成运放工作在非线性区。
小功率管多为5mA
由最大功耗得出
必要性？
rz＝Δu /Δi，小功率管多为几欧至二十几欧。 UCEQ1太小→加Re（Au2数值↓）→改用D→若要UCEQ1大 ，则改用DZ。
NPN型管和PNP型管混合使用
问题的提出： 在用NPN型管组成N级 共射放大电路，由于 UCQi＞ UBQi，所以 UCQi ＞ UCQ(i-1）（i=1～N）， 以致于后级集电极电位 接近电源电压，Q点不合 适。
三、多级放大电路的频率响应：分析举例
一个两级放大电路每一级（已考虑了它们的相 互影响）的幅频特性均如图所示。
20 lg A 20 lg A 40 lg A 20 lg A u u1 u2 u1
6dB 3dB
≈0.643fH1
fL fH
fL> fL1， fH< fH1，频带变窄！
2. 集成运放电路的组成
两个 输入端
一个 输出端
若将集成运放看成为一个“黑盒子”，则可等效为 一个组成部分的作用
偏置电路：为各 级放大电路设置 合适的静态工作 点。采用电流源 电路。 输入级：前置级，多采用差分放大电路。要求Ri大，Ad 大， Ac小，输入端耐压高。 中间级：主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够 的放大能力。 输出级：功率级，多采用准互补输出级。要求Ro小，最 大不失真输出电压尽可能大。
多级放大电路的耦合方式
静态：保证各级Q点设置合理
要
求
波形不失真
动态: 传送信号 减少压降损失
多级放大电路的耦合方式
常见的几种耦合方式：
① 直接耦合—— 优点： • ② 阻容耦合
•
③ 变压器耦合
可传送直流或变化 缓慢的信号
多用于直流放大电 路和线性集成电路
④ 光电耦合
缺点： • 各放大级的工作点
互相影响
• 零点漂移
多级放大电路的耦合方式
模拟电子技术
知识点： 多ห้องสมุดไป่ตู้放大电路的耦合方式
多级放大电路的耦合方式
常见的组合形式有： 共集-共射电路 共射-共基电路 共集-共基电路 共集-共集电路
多级放大电路的耦合方式
耦合：在多级放大电路中，每两个 单级放大电路之间的连接方式。
多级放大电路的耦合方式
常见的几种耦合方式：
① 直接耦合 ② 阻容耦合 ③ 变压器耦合 ④ 光电耦合
常见的几种耦合方式：
① 直接耦合
② 阻容耦合—— 优点： •
③ 变压器耦合
•
④ 光电耦合
•
电路简单 各级工作点相互独立 应用最广泛
缺点： • 不能传送直流及变化
缓慢的信号
多级放大电路的耦合方式
常见的几种耦合方式：
① 直接耦合 ② 阻容耦合
缺点： • 体积大，成本高，
应用少
③ 变压器耦合—— 优点： • ④ 光电耦合
•
隔除直流，各级 的 Q 点互相独立
可传递一定频率 的交流信号
• 实现输出级与负 载的阻抗变换，
以获得有效的功 率传输
多级放大电路的耦合方式
常见的几种耦合方式：
① 直接耦合
② 阻容耦合
第3章 多级放大电路(Qchsh_2015)
VC1=VB2；
VC2=VB2+VCB2＞VC1
这样，集电极电位就要逐级提高，为此后面的放大级要加入较大 的发射极电阻，从而无法设置正确的工作点。这种方式只适用于级 数较少的电路。
4
计算机与软件学院_钱承山
NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SCIENCE & TECHNOLOGY
克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。 典型电路：差分放大电路
3.3.2 基本差分放大电路
一、电路组成：对称性，由两个共射极电路组成。 Rb1=Rb2 Rc1=Rc2 在任何温度下T1和T2的特性 和参数均完全相同。 特点： 电路对称，有两个输入端，有 两个输出端 。
14
计算机与软件学院_钱承山
3
计算机与软件学院_钱承山
NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SCIENCE & TECHNOLOGY
直接耦合使各放大级的工作点互相影响，这是构成直接耦 合多级放大电路时必须要加以解决的问题。 （1）直接耦合放大电路的改进形式
其动态输出级与负载的阻抗匹配，
以获得有效的功率传输。
7
计算机与软件学院_钱承山
NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SCIENCE & TECHNOLOGY
变压器耦合阻抗匹配的原理见图：
V1 N1 n(匝数比或称变比 ) V2 N2 V 1I 1 V 2 I 2
阻容耦合：各级之间通过耦合电容连接的耦合方式。
优点：阻容耦合放大电路的直流通路是相互独立的，电 路的分析、计算和调试比较容易，是分立元件放大电路的主 要耦合方式。 缺点：低频特性差，不能放大缓慢变化的 信号；由于耦 合电容容量较大，所以不便于集成化。
第10讲多级放大电路的耦合方式及分析方法
清华大学 华成英 hchya@
小结
放大电路旳性能分析主要有静态分析和动态分析。 静态分析—求输入信号为零时，放大电路旳工作状态。
拟定放大电路旳静态值IBQ、ICQ、UCEQ,即静态工作点Q。 静态工作点旳位置直接影响放大电路旳质量
分析措施： 画出电路旳直流通路→
计算法 图解法
Ro
Re
//
( Rs
// Rb )
1
rbe
Re2
//
( Ro1
// Rb2 )
1
rbe2
4k // (4k // 150k) 0.9846k 1 50
95
补充、多级放大电路如图所示，若两个晶体管旳β=79，rbe=1kΩ,
试计算 (作业） 1．空载电压放大倍数Au和Aus; 2．Us=10mV，RL=3kΩ时旳Uo。
可能是实际旳负载，也 可能是下取 得旳功率等于原 边消耗旳功率。
从变压器原 边看到旳等 效电阻
P1
P2，I
2 c
RL'
Il2 RL
RL'
I
2 l
I
2 c
RL
( N1 N2
)2
RL
实现阻抗变换
二、多级放大电路旳动态分析
1.电压放大倍数
Au
U o U i
U o1 U i
怎样设置合适旳静态工作点？
Q1合适吗？
对哪些动态参 数产生影响？
Re
用什么元件取代Re既可设置合适旳Q点，又可使第 二级放大倍数不至于下降太大？
二极管导通电压UD＝？动态电阻rd＝？ 若要UCEQ＝5V，则应怎么办？用多种二极管吗？
怎样设置合适旳静态工作点？
稳压管 伏安特征
小结
放大电路旳性能分析主要有静态分析和动态分析。 静态分析—求输入信号为零时，放大电路旳工作状态。
拟定放大电路旳静态值IBQ、ICQ、UCEQ,即静态工作点Q。 静态工作点旳位置直接影响放大电路旳质量
分析措施： 画出电路旳直流通路→
计算法 图解法
Ro
Re
//
( Rs
// Rb )
1
rbe
Re2
//
( Ro1
// Rb2 )
1
rbe2
4k // (4k // 150k) 0.9846k 1 50
95
补充、多级放大电路如图所示，若两个晶体管旳β=79，rbe=1kΩ,
试计算 (作业） 1．空载电压放大倍数Au和Aus; 2．Us=10mV，RL=3kΩ时旳Uo。
可能是实际旳负载，也 可能是下取 得旳功率等于原 边消耗旳功率。
从变压器原 边看到旳等 效电阻
P1
P2，I
2 c
RL'
Il2 RL
RL'
I
2 l
I
2 c
RL
( N1 N2
)2
RL
实现阻抗变换
二、多级放大电路旳动态分析
1.电压放大倍数
Au
U o U i
U o1 U i
怎样设置合适旳静态工作点？
Q1合适吗？
对哪些动态参 数产生影响？
Re
用什么元件取代Re既可设置合适旳Q点，又可使第 二级放大倍数不至于下降太大？
二极管导通电压UD＝？动态电阻rd＝？ 若要UCEQ＝5V，则应怎么办？用多种二极管吗？
怎样设置合适旳静态工作点？
稳压管 伏安特征
电气耦合方式知识解剖
工作原理：发光元 件为输入回路，它 将电能转换成光能 ；光敏元件为输出 回路，它将光能再 转换成电能，实现 了两部分电路的电 气隔离，从而可有 效地抑制电干扰。
光电耦合电路
光电耦合电路工作过程
当动态信号为零时，输入回路有静态电流IDQ ，输出回路有静态电流ICQ，从而确定出静态 管压降UCEQ。当有动态信号时，随着iD的变 化，iC将产生线性变化，电阻Rc将电流的变 化转换成电压的变化。由于传输比的数值较 小，所以一般情况下，输出电压还需进一步 放大。实际上，目前已有集成光电耦合放大 电路，具有较强的放大能力。
阻容耦合特点
优点：各级静态工作点互不影响，可 以单独调整到合适位置；且不存在零 点漂移问题。
缺点：不能放大变化缓慢的信号和 直流分量变化的信号；且由于需要 大容量的耦合电容，因此不能在集 成电路中采用。
阻容耦合多级放大电路分析
（1）静态分析：各级单独计算。 （2）动态分析 ①电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积。
电气耦合方式 知识解剖
什么是电路的耦合
在实际电路中，通常需要把若干个基本 电路连接起来，组成多级电路。多级电 路之间的连接方式称为耦合方式。
常用的耦合方式有：阻容耦合 、直接 耦合、变压器耦合、互感耦合、光电耦 合。
1 阻容耦合多级放大电路
将放大电路的前级输出端通过电容接到 后级输入端，称为阻容耦合方式。
2 直接耦合多级放大电路
直接耦合：将前一级的输出端直接连接到 后一级的输入端。
直接耦合的特点
优点：具有良好的低频特性，能放大变 化很缓慢的信号和直流分量变化的信号； 且由于没有耦合电容，故非常适宜于大 规模集成。
缺点：采用直接耦合方式使各级之间的 直流通路相连，各级静态工作点互相影 响；且存在零点漂移问题。
光电耦合电路
光电耦合电路工作过程
当动态信号为零时，输入回路有静态电流IDQ ，输出回路有静态电流ICQ，从而确定出静态 管压降UCEQ。当有动态信号时，随着iD的变 化，iC将产生线性变化，电阻Rc将电流的变 化转换成电压的变化。由于传输比的数值较 小，所以一般情况下，输出电压还需进一步 放大。实际上，目前已有集成光电耦合放大 电路，具有较强的放大能力。
阻容耦合特点
优点：各级静态工作点互不影响，可 以单独调整到合适位置；且不存在零 点漂移问题。
缺点：不能放大变化缓慢的信号和 直流分量变化的信号；且由于需要 大容量的耦合电容，因此不能在集 成电路中采用。
阻容耦合多级放大电路分析
（1）静态分析：各级单独计算。 （2）动态分析 ①电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积。
电气耦合方式 知识解剖
什么是电路的耦合
在实际电路中，通常需要把若干个基本 电路连接起来，组成多级电路。多级电 路之间的连接方式称为耦合方式。
常用的耦合方式有：阻容耦合 、直接 耦合、变压器耦合、互感耦合、光电耦 合。
1 阻容耦合多级放大电路
将放大电路的前级输出端通过电容接到 后级输入端，称为阻容耦合方式。
2 直接耦合多级放大电路
直接耦合：将前一级的输出端直接连接到 后一级的输入端。
直接耦合的特点
优点：具有良好的低频特性，能放大变 化很缓慢的信号和直流分量变化的信号； 且由于没有耦合电容，故非常适宜于大 规模集成。
缺点：采用直接耦合方式使各级之间的 直流通路相连，各级静态工作点互相影 响；且存在零点漂移问题。
第3章 多级放大电路
注意：每级电压放大倍数的计算， 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。 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。 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 注意：第一级是共集放大电路时， 有关。） 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。 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 注意：最后一级是共集放大电路时， 输出电阻有关。） 输出电阻有关。）
例题1： 例题 ：
1、静态分析： 、静态分析： 第一级： 第一级： U
& U1 N1 & = N =n U2 2
& I1 N 2 1 & = N =n I2 1
& & & U 1 nU 2 2 U2 = & = n & = n 2 RL & I1 I 2 I2 n
& & ′ U 0 − β I b RL n 2 RL & Au = = = −β & & Ui I b rbe rbe
Uo'=Rc2/Re2[Vcc−(Uo+UEB2)] − 只要适当选取电阻Rc 只要适当选取电阻 2和Re2，就 能使Uo'<Uo 能使
2、直接耦合电路的优、缺点 、直接耦合电路的优、 优点： 优点：（1）可放大变化缓慢的信号 ）可放大变化缓慢的信号, 可放大直流信号，低频特性好。 可放大直流信号，低频特性好。 （2）易于集成（因为不使用电容） 。 ）易于集成（因为不使用电容） 缺点：静态工作点相互影响。 缺点：静态工作点相互影响。
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。 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 注意：第一级是共集放大电路时， 有关。） 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。 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 注意：最后一级是共集放大电路时， 输出电阻有关。） 输出电阻有关。）
例题1： 例题 ：
1、静态分析： 、静态分析： 第一级： 第一级： U
& U1 N1 & = N =n U2 2
& I1 N 2 1 & = N =n I2 1
& & & U 1 nU 2 2 U2 = & = n & = n 2 RL & I1 I 2 I2 n
& & ′ U 0 − β I b RL n 2 RL & Au = = = −β & & Ui I b rbe rbe
Uo'=Rc2/Re2[Vcc−(Uo+UEB2)] − 只要适当选取电阻Rc 只要适当选取电阻 2和Re2，就 能使Uo'<Uo 能使
2、直接耦合电路的优、缺点 、直接耦合电路的优、 优点： 优点：（1）可放大变化缓慢的信号 ）可放大变化缓慢的信号, 可放大直流信号，低频特性好。 可放大直流信号，低频特性好。 （2）易于集成（因为不使用电容） 。 ）易于集成（因为不使用电容） 缺点：静态工作点相互影响。 缺点：静态工作点相互影响。
直接耦合放大电路
由于输入差模信号的同 时伴随有共模输入信号 ，所以 u uO Ad u I Ac I 2 此输入、输出方式电路的动、静态参数求取与双端 输入、双端输出的完全一致。
单端输入，单端输出
此输入、输出方式电路的动、静态参数求取与双 端输入、单端输出的完全一致。
４、改进型差分放大电路
Uo
（２）、输入电阻： （３）、输出电阻：
Ｒi＝Ｒi1
Ｒo＝Ｒon
３.３ 直接耦合放大电路
（一）、零点漂移 （二）、差分放大电路 （三）、直接耦合互补输出级
（四）、直接耦合多级放大电路
（一）、零点漂移现象
1、现象： 输入电压为零，输出端仍有 缓慢变化的电压产生。 2、原因： 任何参数的变化，如： 电源电压、元件的老化、温度。 3、抑制方法： 直流负反馈、温度补偿、 对称电路。（稳定Q）
Aud dＢ(分贝) AuC
集成电路中ＫＣＭＲ一般为 １２０～１４０ｄＢ。
CMRR — Common Mode Rejection Ratio
３、差分放大电路的四种接法：
（１）、双端输入／双端输出 （２ ）、双端输入／单端输出 （３） 、单端输入／双端输出
（４） 、单端输入／单端输出
双端输入，单端输出
Q：I EQ、I BQ、I CQ与双端输出时相同。 U CEQ1 U CEQ2 U CQ1 RL VCC I CQ ( Rc ∥ RL ) Rc RL
U CQ2 VCC - I CQ Rc U CEQ1 U CQ1 U EQ1
动态分析：
1 ( Rc ∥ RL ) 动态： d A 2 Rb rbe
RE 特点： -VEE （-15V） 双电源长尾式差放
ui2
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
多级放大电路耦合方式与动态分析
直接耦合
总结词
直接将前级电路的输出端与后级电路的输入 端相连。
详细描述
直接耦合通过直接连接前级输出端与后级输 入端，实现信号的传递。这种方式避免了使 用电容或变压器等元件，降低了电路复杂度， 但需要注意前后级电路直流偏置的影响。
变压器耦合
总结词
利用变压器实现前后级电路的信号传递。
详细描述
变压器耦合利用变压器磁耦合原理，将前级 电路的输出信号通过变压器传递至后级电路 的输入端，同时通过变压器初、次级的匝数
谐波失真
由于放大电路的非线性，输入信号的 各次谐波分量在输出端的表现形式。
互调失真
当两个不同频率的信号同时输入到放 大电路时，由于非线性作用，会在输
出端产生各次互调产物。
04 电路性能优化
噪声抑制
01 02
噪声抑制
在多级放大电路中，噪声抑制是一个重要的性能指标。通过合理选择耦 合方式和元件参数，可以有效降低电路内部的热噪声和散射噪声，提高 信号的信噪比。
带宽扩展方法
可以采用减小反馈电阻、增加源极电阻等方式来实现带宽的扩展，同时也可以通过改变 耦合电容和旁路电容的值来调整带宽。
带宽扩展效果
通过优化电路结构和元件参数，可以实现多级放大电路带宽的有效扩展，提高电路的响 应速度和信号质量。
05 应用与发展趋势
模拟信号处理
模拟信号处理
多级放大电路在模拟信号处理中有着广泛的应用，如音 频信号、传感器信号等。通过多级放大，可以将微弱的 模拟信号放大到足够驱动后续电路的程度，实现信号的 传输和处理。
稳定性
描述了放大电路在输入信号变化时能否保持稳定输出 的能力。
相位裕度
衡量放大电路稳定性的重要参数，表示了相位滞后到 临界值时的相位差。
多级放大电路
二、长尾式差分放大电路的组成
零点漂移 零输入 零输出 理想对称
信号特点？ 能否放大？
信号特点？能否放大？
共模信号：大小相等，极性相同。 差模信号：大小相等，极性相反.
典型电路
I BQ 1 I BQ 2 I BQ I CQ 1 I CQ 2 I CQ I EQ 1 I EQ 2 I EQ U CQ 1 U CQ 2 U CQ u O U CQ 1 U CQ 2 0
U BE
B1B2
D1
动态： u b1 u b2 u i
故称之为
U BE 倍增电路
§3.2 多级放大电路的动态分析
一、动态参数分析
二、分析举例
一、动态参数分析
1.电压放大倍数
U o U o1 U o2 U o Au Ui U i U i2 U in
j 1
n
A uj
2. 输入电阻
R i R i1
§3.4 互补输出级
一、对输出级的要求 二、基本电路 三、消除交越失真的互补输出级 四、准互补输出级
一、对输出级的要求
互补输出级是直接耦合的功率放大电路。 对输出级的要求：带负载能力强；直流功耗小； 负载电阻上无直流功耗； 射极输出形式 最大不失真输出电压最大。
静态工作电流小
不符合 要求！ 输入为零时输出为零 双电源供电时Uom的峰 值接近电源电压。 单电源供电Uom的峰值 接近二分之一电源电压。
二、基本电路 1. 特征：T1、T2特性理想对称。 2. 静态分析
T1的输入特性
理想化特性
静态时T1、T2均截止，UB= UE=0
3. 动态分析
ui正半周，电流通路为 +VCC→T1→RL→地， uo = ui ui负半周，电流通路为 地→ RL → T2 → -VCC， uo = ui
耦合电路详解
-
ic
c D
T1 T2 e 光电耦合器
uD
+
四、光电耦合方 式 光电三极管，受光 照射可产生电流iC (把 1、光电耦合的 光能转化为电能 )，作 特点
为输出回路。
本页完 继续
光电耦合方式
1、光电耦合的特点 2、光电耦合器的传输特 性
光电耦合器的传输特性 曲线与三极管的传输特性 曲线相似，输入电流iD相 当于三极管的基极电流iB， 只要uCE足够大，i C只随iD 按正比例变化，即 i C = CTR ·iD 其中CTR是常数，称为传输 比，相当于三极管中的，但比 小很多，一般CTR=0.1 ~ 1.5 。 iD
-
ic
c D
T1 T2 e 光电耦合器
uD
+
iC /mA
2、光电耦合器 ID3 的传输特性 ID2
ID1 uCE/V O 本页完 光电耦合器的传输特性 继续Leabharlann ID4直接耦合方式
1、直接耦合方式的特点 2、直接耦合方式的改进
①在第二级加入电阻Re ②用二极管正向连接代替Re ③用稳压二极管代替Re 以上几个电路的输出有一 个共同的特点，就是静态时 各三极管集电极的电位随着 级数的增加会越来越高(因为 为了保证三极管正常工作在 放大区，集电极电压一定要 比基极电压高)。
若T1 需要较大的UCEQ1 ， 可以把Re改为一个稳压二 极管，利用稳压二极管反 向击穿时的压降VZ较高， 提高UCEQ1 ，其击穿后的 动态电阻也很小。
直接耦合方式
+VCC Rb Rc1 R Rc2 T1
Rb
1
2
+ +
- +
T2
+
-
ic
c D
T1 T2 e 光电耦合器
uD
+
四、光电耦合方 式 光电三极管，受光 照射可产生电流iC (把 1、光电耦合的 光能转化为电能 )，作 特点
为输出回路。
本页完 继续
光电耦合方式
1、光电耦合的特点 2、光电耦合器的传输特 性
光电耦合器的传输特性 曲线与三极管的传输特性 曲线相似，输入电流iD相 当于三极管的基极电流iB， 只要uCE足够大，i C只随iD 按正比例变化，即 i C = CTR ·iD 其中CTR是常数，称为传输 比，相当于三极管中的，但比 小很多，一般CTR=0.1 ~ 1.5 。 iD
-
ic
c D
T1 T2 e 光电耦合器
uD
+
iC /mA
2、光电耦合器 ID3 的传输特性 ID2
ID1 uCE/V O 本页完 光电耦合器的传输特性 继续Leabharlann ID4直接耦合方式
1、直接耦合方式的特点 2、直接耦合方式的改进
①在第二级加入电阻Re ②用二极管正向连接代替Re ③用稳压二极管代替Re 以上几个电路的输出有一 个共同的特点，就是静态时 各三极管集电极的电位随着 级数的增加会越来越高(因为 为了保证三极管正常工作在 放大区，集电极电压一定要 比基极电压高)。
若T1 需要较大的UCEQ1 ， 可以把Re改为一个稳压二 极管，利用稳压二极管反 向击穿时的压降VZ较高， 提高UCEQ1 ，其击穿后的 动态电阻也很小。
直接耦合方式
+VCC Rb Rc1 R Rc2 T1
Rb
1
2
+ +
- +
T2
+
-
多级阻容耦合放大电路
典型电路
R1 1M C1
RS
20k Ui US
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
R21 R22
Au=
Uo Ui
= Uo1 Ui
Uo Ui2
= Au1Au2
总放大倍数等于各级 放大倍数的乘积
=1
RC1//ri2 rbe1
2
RC2//RL rbe2
Au为正，输入输出同相
注意：
当共集放大电路作为输入级（第一级）时， 它的输入电阻与其负载，及第二级的输入 电阻有关；而当共集放大电路作为输出级 时，他的输出电阻与信号源的内阻，即与 倒数第二级的输出电阻有关。
3.2 阻容放大电路的动态分析（选学）
阻容放大电路的电压放大倍数等于组成它的各级放 大电路电压放大倍数之积。对于第一级到（N-1） 级，每一级的放大倍数均应该是以后级输入电阻 作为负载时的放大倍数。
阻容放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻。
阻容放大电路的输出电阻就是最后一级的输出电阻。
多级阻容耦合放大器
耦合电路：
静态：保证各级Q点设置
要求
动态: 传送信号
波形不失真 减少压降损失
2. 阻容耦合 阻容耦合放大电路
多级阻容耦合放大器的特点
(1) 由于电容的隔直作用，受零点漂移温度漂移的 影响小；各级放大器的静态工作点相互独立， 可以分别估算。
第三章多级放大电路
RC2
RL
Uo
R11 R12
R21 R22
Au=
Uo Ui
= Uo1 Ui
Uo Ui2
= Au1Au2
总放大倍数等于各级 放大倍数的乘积
=1
RC1//ri2 rbe1
2
RC2//RL rbe2
Au为正，输入输出同相
注意：
当共集放大电路作为输入级（第一级）时， 它的输入电阻与其负载，及第二级的输入 电阻有关；而当共集放大电路作为输出级 时，他的输出电阻与信号源的内阻，即与 倒数第二级的输出电阻有关。
第三章 多级放大电路
一、多级放大电路的耦合方式 二、多级放大电路的动态分析 三、直接耦合放大电路
3.1 多级放大电路的耦合方式
为获得足够大的放大倍数,需将单级放大器串
第一级
第二级
第n-1级
输 出
第n级
耦合方式： (1)直接耦合 (3)变压器耦合
(2)阻容耦合 (4)光电耦合
ib1
RS
U i
U S
rbe1
ib1
R1
RE1
ib 2
R2 R3 rbe2
ri
ri 2
ib 2
U O
RC2 RL
ro
3. 电压放大倍数:
其中：
Au1
(1 1)RL1 rbe1 (1 1)RL1
51 1.7 2.9 511.7
0.968
ib1
RS
U i
U S
U i
U S
ri
rbe1 R1 RE1
ib 2
ib1
R2 R3 rbe2
ri 2
ib 2
第三章BJT放大电路3.4多级放大电路为什么需要多级放大电路
0.98
Ri3 rbe3 (1 )(Re3 // RL ) 20kΩ
Av 2
vo 2 vo1
(RC 2 // RL )
rbe 2
130
Av3
vo vo 2
(1 )(Re3 // RL ) rbe3 (1 )(Re3 // RL )
0.95
1[RC1 // Rb3 //(rbe2 (1 2 )RL )]
。
rbe1
1RL
rbe1
Av1
（3.51）
其中
RL RC1 // Rb3 //[rbe2 (1 2 )RL ]
RL Re2 // RL
例3.6 为提高放大电路信号电压的利用率和带负载的能 力，多级放大电路的第一级和最末级常采用共集电路。 图3.41是CC－CE－CC三级直接耦合放大器。已知BJT的
但在计算Ri1 时要把后一级的输入电阻作为第一级 的负载电阻来考虑。即
Ri
vi ii
Ri1 RL1 Ri 2
（3.39）
(3)输出电阻
多级放大器的输出电阻RO,就是最末级放大器的 输出电阻 Ron。
但在计算Ron时要把前一级的输出电阻作为它的 信号源内阻来考虑。即
vt R R o
图 3.32 变压器耦合放大器
优点： 各级静态工作点Q也相互独立、互不影响； 可通过阻抗变换达到功率匹配。
缺点： 不能放大直流或缓变信号； 只能用于分立元件电路。
（4）光电耦合
光电耦合是以光信号为媒介来实现电信号的耦合 和传递的，因其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应 用。
光电耦合器是将发光元件（发光二极管）与光敏 元件（光电三极管）相互绝缘地组合在一起，如图 3.34（a）所示。
多级放大器
波形不失真
（一）直接耦合
第五节
放大器各级之间，放大器与信号源或负载直接连接起 来，或者经电阻等能通过直流的元件连接起来，称为 直接耦合方式。 1.各级静态工作点的相互影响问题
+ Vcc
Rb1
Rc1
Rc2
+
Rb2
+
RL
UI
_
T1
T2
_
Uo+ Uo
第一级
第二级
+Vcc
第五节
+
Rb11 Rb12
+
_
Rc1
UO UO1 UO2 UO Au UI UI UO1 UO(n 1)
所 以
Au Au1 Au2 Aun Auk
k 1
n
在计算各级的电压放大倍数时，必须考虑后级对前级的 影响，常用的方法是把后级的输入电阻作为前级的负载 电阻，即RLK=Ri(k+1)(k=1，2·，n-1)。另一种方法是把 · · 前级的输出电阻作为后级的信号源内阻。两种方法不能 混用。
+ Vcc
Rb1 Rb2
+
Rc1
Re2
T2 T1
Rc2
_V +
UI
_
Uo
_
cc
直接耦合方式的优 点
第五节
直接耦合放大电路既能放大交流信号，又能放大直流信号， 且体积小，便于集成，因而得到越来越广泛的应用。
+ Vcc
Rb1
Rc1
Rc2
+
Rb2
+
RL
UI
_
T1
T2
_
Uo+ Uo
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻。
多级放大电路的输出电阻就是最后一级的输出电阻。
3.3 直接耦合放大电路
直接耦合电路的特殊问题
R1 RC1
R2 T1
ui
RC2
+UCC
T2 uo RE2
问题 1 :前后级Q点相互影响。
增加R2 、RE2 : 用于设置合适的Q点。
R1 RC1
R2 T1
ui
+UCC RC2
T2 uo RE2
有时会将 信号淹没
uo
t 0
问题 2 :零点漂移。
前一级的温漂将作为后一级的输入信号，使得 当 ui 等于零时， uo不等于零。
直接耦合多级放大电路零点漂移现象 1、零点漂移 2、温度漂移 3、抑制温度漂移的方法： ① 在电路中引入直流负反馈 ② 采用温度补偿，利用热敏元件来抵消放大 管的变化 ③ 采用特性相同的管子，使其温漂相互抵消， 如： 差倍数的乘积。
(4) 总输入电阻 ri 即为第一级的输入电阻ri1 ，
总输出电阻即为最后一级的输出电阻。 (5) 受零点漂移温度漂移的影响大 (6) 很容易集成化
2. 变压器耦合 变压器耦合放大电路
3.光电耦合
3.2 多级放大电路的动态分析
多级放大电路的电压放大倍数等于组成它的各级放 大电路电压放大倍数之积。对于第一级到（N-1） 级，每一级的放大倍数均应该是以后级输入电阻 作为负载时的放大倍数。
对耦合电路要求：
耦合电路：
静态：保证各级Q点设置
要求
动态: 传送信号
波形不失真 减少压降损失
1. 直接耦合 直接耦合放大电路
直接耦合放大电路的特点
(1) 没有电容的隔直作用，各级放大器的静态工作 点相互影响，不能分别估算。
(2) 前一级的输出电压是后一级的输入电压，后一 级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。
直接、变压器和光电耦合多级 放大电路
一、多级放大电路的耦合方式 二、多级放大电路的动态分析
3.1 多级放大电路的耦合方式
为获得足够大的放大倍数,需将单级放大器串 接,组成多级放大器
耦合
输 入 第一级
第二级
第n-1级
输 第n级 出
耦合方式： (1)直接耦合 (3)变压器耦合
(2)阻容耦合 (4)光电耦合
多级放大电路的输出电阻就是最后一级的输出电阻。
3.3 直接耦合放大电路
直接耦合电路的特殊问题
R1 RC1
R2 T1
ui
RC2
+UCC
T2 uo RE2
问题 1 :前后级Q点相互影响。
增加R2 、RE2 : 用于设置合适的Q点。
R1 RC1
R2 T1
ui
+UCC RC2
T2 uo RE2
有时会将 信号淹没
uo
t 0
问题 2 :零点漂移。
前一级的温漂将作为后一级的输入信号，使得 当 ui 等于零时， uo不等于零。
直接耦合多级放大电路零点漂移现象 1、零点漂移 2、温度漂移 3、抑制温度漂移的方法： ① 在电路中引入直流负反馈 ② 采用温度补偿，利用热敏元件来抵消放大 管的变化 ③ 采用特性相同的管子，使其温漂相互抵消， 如： 差倍数的乘积。
(4) 总输入电阻 ri 即为第一级的输入电阻ri1 ，
总输出电阻即为最后一级的输出电阻。 (5) 受零点漂移温度漂移的影响大 (6) 很容易集成化
2. 变压器耦合 变压器耦合放大电路
3.光电耦合
3.2 多级放大电路的动态分析
多级放大电路的电压放大倍数等于组成它的各级放 大电路电压放大倍数之积。对于第一级到（N-1） 级，每一级的放大倍数均应该是以后级输入电阻 作为负载时的放大倍数。
对耦合电路要求：
耦合电路：
静态：保证各级Q点设置
要求
动态: 传送信号
波形不失真 减少压降损失
1. 直接耦合 直接耦合放大电路
直接耦合放大电路的特点
(1) 没有电容的隔直作用，各级放大器的静态工作 点相互影响，不能分别估算。
(2) 前一级的输出电压是后一级的输入电压，后一 级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。
直接、变压器和光电耦合多级 放大电路
一、多级放大电路的耦合方式 二、多级放大电路的动态分析
3.1 多级放大电路的耦合方式
为获得足够大的放大倍数,需将单级放大器串 接,组成多级放大器
耦合
输 入 第一级
第二级
第n-1级
输 第n级 出
耦合方式： (1)直接耦合 (3)变压器耦合
(2)阻容耦合 (4)光电耦合