第三章多级放大器及其频率特性

1. 级间耦合方式
在多级放大器中，要求前级的输出信号通过耦合不失真地 传送到后级的输入端。常用的耦合方式有阻容耦合、 直接耦 合、 变压器耦合。 1) 阻容耦合 阻容耦合就是利用电容作为耦合和隔直流元件的电路。 如图2.4.2所示。第一级的输出信号，通过电容C2和第二级的输 入电阻ri2加到第二级的输入端。 阻容耦合的优点是：前后级直流通路彼此隔开，每一级的 静态工作点都相互独立。便于分析、设计和应用。 缺点是： 信号在通过耦合电容加到下一级时会大幅度衰减。 在集成电路里制造大电容很困难，所以阻容耦合只适用于分立 元件电路。
1 RL
所以
3.2组合放大电路
根据前面的分析可以看到，三种基本组态电路的性能各有
不同的特点。就增益而言，共基极电路的电压增益远大于1， 但
电流增益小于 1 ；而共集电极电路的电流增益远大于 1 ，但电压 增益小于1；唯有共发射极电路的电压增益和电流增益均远大于 1。因此，在放大设备中，增益主要由共发射极放大器提供，如 果采用有源负载，则共发射极电路还可提供更大的增益。 就输入和输出电阻而言，共基极电路的输入电阻很小，而 输出电阻很大；共集电极电路的输入电阻很大，而输出电阻很
比较差，一般只应用于低频功率放大和中频调谐放大电路中。
2. 共电耦合 在多级放大器中，各级由同一直流电源供电，如图 2.4.6 （a）所示，图中， R是直流电源的交流内阻。其交流通路如图 2.4.6 (b)所示。由图2.4.6（b）可见，输出信号电压Uo在R上产 生的压降将被耦合到 V1 和 V2 管的输入端。这种通过直流电源 内阻将信号经输出端向各级输入端的传送称为共电耦合。
缓慢变化的信号，它在集成电路中得到广泛的应用。它的缺点
是：前、后级直流电路相通， 静态工作点相互牵制、相互影
响，不利于分析和设计。
3) 变压器耦合 变压器耦合是用变压器将前级的输出端与后级的输入端 连接起来的方式， 如图2.4.5所示。 图中，V1输出的信号通过变压器T1加到V2基极和发射极之
如果传送到某一级输入端的电压与输入信号源在该级输入 使放大器输出电压 U o 增大，而增大了的输出电压通过共电耦合 加到后级输入端的电压也增大，使 Uo 进一步增大，如此循环下 为了消除共电耦合的影响，我们应加强电源滤波， 在放大器 各级电源供电端接入RC滤波元件，如图2.4.7中的R7、 R8、C6、
因为两级电路参数相同， 所以两级直流工作点相同， 即

I BQ UC 0.04C U BE 12 0.7 0.04 Rb 280
ICQ≈βIBQ=50×0.04=2mA
（2） 求电压放大倍数。 rbe1=rbe2≈300+

26 26 I cQ =300+50× I cQ=950Ω 280 0.95 0.72 K 3 0.95
3. 多级放大器的增益

UOn UOn UO ( n1) UO1 Au ... Au 2 ...Aun Ui1 Uin Ui ( n1) Ui1
即总电压增益为各级增益的相乘积。
例 2.4.1试计算图2.4.2所示电路的电压放大倍数。 已知 Rb1=Rb2=280kΩ，Rc1=Rc2=3kΩ，RL=3 kΩ，UCC=12V， V1、V2 为3DG8，β=50。 解（1） 求静态工作点。
3.1 多级放大电路与组合放大电路
3.1.1 多级放大电路
在实际的电子设备中， 为了得到足够大的增益或者考虑到输入 电阻和输出电阻等特殊要求，放大器往往由多级组成。 多级放大器由输入级、中间级和输出级组成。如图2.4.1所示， 输出 级一般是大信号放大器，我们只讨论由输入级到中间级组成的多级
小信号放大器。
间。V2输出的信号通过变压器T2耦合到负载RL上。Rb11、 Rb12、
Re1和Rb21、Rb22、Re2分别为V1和V2确定静态工作点。 变压器耦合的优点是： 各级直流通路相互独立，变压器 通过磁路，把初级线圈的交流信号传到次级线圈，直流电压 或电流无法通过变压器传给次级。
变压器在传递信号同时， 能实现阻抗变换。 变压器耦合 的缺点是： 体积大， 不能实现集成化， 此外， 由于频率特性
2) 直接耦合 直接耦合是将前后级直接相连的一种耦合方式。但是，
两个基本放大电路不能像图2.4.3那样简单地连接在一起。如果
按图 2.4.3那样连接，V1 管集电极电位被 V2 管基极限制在 0.7V 左右（设 V 2 为硅管），导致 V 1 处于临界饱和状态；同时， V 2 基极电流由Rb2和Rc1流过的电流决定，因此V2的工作点将发生 变化，容易导致V2饱和。通过上述分析，在采用直接耦合方式 时，必须解决级间电平配置和工作点漂移两个问题，以保证各 级各自有合适的稳定的静态工作点。
端产生的电压有相同的极性，那么该级的合成输入电压便增大，
去将产生振荡。这样，就破坏了放大器对信号的正常放大作用。
C7、 C8。接入C6后，电源内阻R上的信号电压被旁路，即使残
留很小的信号电压，通过R7、 C7和R8、C8的滤波作用，信号电 压也可进一步被滤除。
U O1 , 在多级放大器中， 如各级电压增益分别为Au1= U i1 UO 2 UOn ,..., Aun , 如图2.4.8 所示， 则由于U =U ，U =U i2 o1 i3 o2 Ui 2 U in ， …， Uin=Uo(n-1), 因而总电压增益为
R′L1=Rc1∥ri2=
所以ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
50 0.72 Au1 38 rbe1 0.95 3 3 50 2 RL ( Rc 2 // RL ) 3 3 79 Au 2 rbe 2 rbe 2 0.95
Au=Au1Au2=(-38)×(-79)=3002
图2.4.4给出了两个直接耦合的例子。图（a）中，由于Re2 提高了V2发射极电位，保证了V1的集电极得到较高的静态电位。
所以V1不致于工作在饱和区。 图（b）中，用负电源UBB，既
降低了V2基极电位，又与R1、R2配合，使V1集电极得到较高的 静态电位。
直接耦合的优点是：电路中没有大电容和变压器，能放大