第五章 多级放大电路

第五章多级放大电路

第一节多级放大电路

在实际工作中,为了放大非常微弱得信号,需要把若干个基本放大电路连接起来,组成多级放大电路,以获得更高得放大倍数与功率输出。

多级放大电路内部各级之间得连接方式称为耦合方式。常用得耦合方式有三种,即阻容耦合方式、直接耦合方式与变压器耦合方式。

1、多级放大电路得耦合方式

1、1阻容耦合

通过电容与电阻将信号由一级传输到另一级得方式称为阻容耦合。图所示电路就是典型得两级阻容耦合放大电路。

优点:耦合电容得隔直通交作用,使两级Q相互独立,给设计与调试带来了方便;

缺点:放大频率较低得信号将产生较大得衰减,不适合传递变化缓慢得信号,更不能传递直流信号;加之不便于集成化,因而在应用上也就存在一定得局限性。

1、2直接耦合

多级放大电路中各级之间直接(或通过电阻)连接得方式,称为直接耦合。

直接耦合放大电路具有结构简单、便于集成化、能够放大变化十分缓慢得信号、信号传输效率高等优点,在集成电路中获得了广泛得应用。

直接耦合放大电路存在得最突出得问题就是零点漂移问题。所谓零点漂移就是指把一个直接耦合放大电路得输入端短路时,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)。

1、3变压器耦合

变压器耦合放大电路如图所示。这种耦合电路得特点就是:级间无直流通路,各级Q独立;变压器具有阻抗变换作用,可获最佳负载;变压器造价高、体积大、不能

集成,其应用受到限制。

耦合方式优点缺点应用

直接耦合·可放大直流及缓慢变化

得信号,低频响应好。

·便于集成·各级Q不独立,使设计、

计算、调试不便。

·有严重得零点漂移问题。

直流或交流放

大,分立或集成

电路

阻容耦合·各级Q独立

·传输交流信号损失小,

增益高

·体积小,成本低·无法集成

·不能放大直流及缓慢变化

得信号,低频响应差

交流放大

分立电路

变压器耦合·各级Q独立

·可以改变交流信号得电

压、电流与阻抗

·无法集成

·高频与低频响应差

·体积大,笨重

功率放大

调谐放大

2、1零点漂移

所谓零点漂移就是指当把一个直接耦合放大电路得输入端短路时,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)。

产生零点漂移得原因很多。如晶体管得参数随温度得年华、电源、电压得波动等,其中,温度得影响就是最重要得。在多级放大电路中,又已第一、第二级得漂移影响最为严重。因此,抑制零点漂移着重点在第一、第二级。

2、2差分式放大电路(观瞧视频)

在直接耦合多级放大电路中抑制零点漂移最有效得电路结构就是差动放大电路。因此,在要求较高得多级直接耦合放大电路得前置级与集成电路中广泛采用这种电路。

2、2、1差分放大电路得组成

差分放大电路就是由对称得两个基本放大电路,通过射极公共电阻耦合构成得,如图所示。对称得含义就是两个三极管得特性一致,电路参数对应相等。

β1＝β2＝βV BE1＝V BE2＝V BE

r be1＝r be2＝r be I CBO1＝I CBO2＝I CBO

R c1＝R c2＝R c R b1＝R b2＝R b

2、2.2 差分放大电路得输入与输出方式

差分放大电路一般有两个输入端:同相输入端,反相输入端。

根据规定得正方向,在一个输入端加上一定极性得信号,如果所得到得输出信号极性与其相同,则该输入端称为同相输入端。

反之,如果所得到得输出信号得极性与其相反,则该输入端称为反相输入。

信号得输入方式:若信号同时加到同相输入端与反相输入端,称为双端输入; 若信号仅从一个输入端加入,称为单端输入。

差分放大电路可以有两个输出端,一个就是集电极C

1,另一个就是集电极C

2

。

从C

1与C

2

输出称为双端输出,仅从集电极C

1

或C

2

对地输出称为单端输出。

2.2、3、差模信号与共模信号

差模信号就是指在两个输入端加上幅度相等,极性相反得信号;

共模信号就是指在两个输入端加上幅度相等,极性相同得信号。如图所示。

差分放大电路仅对差模信号具有放大能力,对共模信号不予放大。

温度对三极管电流得影响相当于加入了共模信号。差分放大器就是模拟集成运算放大电路输入级所采用得电路形式。

3、多级放大电路得分析方法(图见书P73)

分析多级放大电路得基本方法就是:化多级电路为单级,然后再逐级求解。化解多级电路时要注意,后一级电路得输入电阻作为前一级电路得负载电阻;或者,将前一级输出电阻作为后一级电路得信号源内阻。

3、1输入电阻与输出电阻

多级放大电路得输入电阻就就是第一级放大电路得输入电阻,其输出电阻就就是最后一级放大电路得输出电阻。有时第一级得输入电阻也可能与第二级电路有关,最后一级得输出电阻也可能与前一级电路有关,这就取决于具体电路结构。

=,其中,为第一级得等效偏流电阻。

3、2电压放大倍数

式中A u1、A u2…A un :多级放大电路各级得电压放大倍数。

A u(dB)= A u1(dB)+ A u2(dB)+ …+ A un(dB)

注意:在计算每一级电压放大倍数时,要把后一级得输入电阻视为它得负载电阻。

,其中,而,可见,

为、、、四个电阻并联。

,其中

,

又有

例题3-1

补充例题三级放大电路如图Z0225所示。计算该电路得A u 、r i 、r o 。(略)解:(1)电压放大倍数

按前述分析方法将三级放大电路划分为3个单级放大电路,如图Z0226所示。