28多级放大电路.pptx

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1、1.多级放大电路的组成多级放大电路的组成 RSRo1Ri1Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第第1 级级信信 号号 源源输输入入级级中中间间放放大大级级输输出出级级第第2 级级第第n-1级级第第n级级+_uSui2Ri2uo2ui n-1Rin-1Ron-1uon-1uinRon2.8多级放大电路多级放大电路多级放大电路的组成多级放大电路的组成输入级输入级中间级中间级输出级输出级第1页/共32页输入级输入级输入电阻高，噪声和漂移小。输入电阻高，噪声和漂移小。对各级电路的要求对各级电路的要求输出级输出级 动态范围大，输出功率大，带载能力强。动态范围大，输出功率大，带载

2、能力强。中间级中间级 具有足够大的放大能力。具有足够大的放大能力。2.多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 多级放大电路的耦合多级放大电路的耦合放大电路与信号源、放大电路放大电路与信号源、放大电路与负载以及电路内部各级之间的连接。与负载以及电路内部各级之间的连接。常用的耦合方式常用的耦合方式直接耦合直接耦合阻容耦合阻容耦合变压器耦合变压器耦合第2页/共32页级间耦合形式：级间耦合形式：直接直接耦合耦合A1A2 电路简单，能放大交、直电路简单，能放大交、直流信号，流信号，“Q”点互相影响，点互相影响，零点漂移严重。零点漂移严重。阻容阻容耦合耦合A1A2 各级各级“Q”点独立，只放点独立，

3、只放大交流信号，信号频率低时耦大交流信号，信号频率低时耦合电容容抗大。合电容容抗大。变压器变压器耦合耦合A1A2 用于选频放大器、用于选频放大器、功率放大器等。功率放大器等。耦合方式是指信号源和放大器之间，放大器中各级之间，放大器与负载之间的连接方式。2.8.1多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式第3页/共32页1 1、阻容耦合、阻容耦合共射电路共射电路共集电路共集电路 利用电容连接信号源与利用电容连接信号源与放大电路、放大电路的前后放大电路、放大电路的前后级、放大电路与负载，为阻级、放大电路与负载，为阻容耦合。容耦合。优点：1）各级的静态工作点相互独立。由于电容器隔直流而通交流，所以

4、它们的直流通路相互隔离，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，则一定频率范围内的信号能由前级几乎不衰减地加到后一级，实现逐级放大。3）体积小，成本低。缺点：1）无法集成；2）低频特性差；第4页/共32页2 2、变压器耦合、变压器耦合从变压器原边看到的等效电阻 理想变压器情况下，理想变压器情况下，负载上获得的功率等于负载上获得的功率等于原边消耗的功率。原边消耗的功率。变压器可以通过磁路的耦合把初级的交流信号传送到变压器可以通过磁路的耦合把初级的交流信号传送到次级，因此可以作为耦合元件。次级，因此可以作为耦合元件。耦合变耦合变压器压器 可能

5、是实际的负载，也可能是下级放大电路第5页/共32页变压器耦合的优点变压器耦合的优点：1）变压器耦合多级放大电路前后级的静态工作点是相互）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。独立、互不影响的。因为变压器不能传送直流信号。2）变压器耦合多级放大电路基本上没有温漂现象。）变压器耦合多级放大电路基本上没有温漂现象。3）变压器在传送交流信号的同时，可以实现电流、电压放）变压器在传送交流信号的同时，可以实现电流、电压放大以及阻抗变换。大以及阻抗变换。缺点：缺点：1）不适合放大缓变信号；）不适合放大缓变信号；2）体积大，成本高，无法集成。）体积大，成本

6、高，无法集成。第6页/共32页3 3、直接耦合、直接耦合既是第一级的集电极电阻，又是第二级的基极电阻第二级第二级第一级第一级存在两个问题：存在两个问题：问题问题1、静态工作点不合适、静态工作点不合适1）第一级的静态工作点已）第一级的静态工作点已接近饱和区。接近饱和区。2）由于采用同种类型的管）由于采用同种类型的管子，级数不能太多。子，级数不能太多。问题问题2：零点漂移：零点漂移第7页/共32页如何设置合适的静态工作点？如何设置合适的静态工作点？Q1合适吗？用什么元件取代用什么元件取代Re既可设置合适的既可设置合适的Q点，又可使第二级点，又可使第二级放大倍数不至于下降太大？放大倍数不至于下降太大

7、？若要若要UCEQ5V，则应怎么办？用多个二极管吗？，则应怎么办？用多个二极管吗？二极管导通电压二极管导通电压UD？动态电阻？动态电阻rd？Re对哪些动态参数产生影响？第8页/共32页如何设置合适的静态工作点？如何设置合适的静态工作点？UCEQ1太小太小加加Re（Au2数值数值）改用改用D若要若要UCEQ1大，则改用大，则改用DZ稳压管稳压管伏安特性伏安特性小功率管多为5mA由最大功耗得出必要性？rzu/i，小功率管多为几欧至二十几欧。，小功率管多为几欧至二十几欧。VDZRc1Rb1+VCC+VT1+Rc2RVT2Rc1Rb1+VT1+Rc2Rb2VT2VDz可可降降低低第第二二级级的的基基极

8、极电电位位，又又不不损损失失放放大大倍倍数数。但但稳稳压压管管噪声较大。噪声较大。第9页/共32页NPN型管和PNP型管混合使用问题的提出：问题的提出：在用在用NPN型管组成型管组成N级级共射放大电路，由于共射放大电路，由于UCQi UBQi，所以，所以 UCQi UCQ(i-1）（i=1N），以致于后级集），以致于后级集电极电位接近电源电压，电极电位接近电源电压，Q点不合适。点不合适。UCQ1（UBQ2）UBQ1UCQ2 UCQ1 可获得合适的工作点。为经常采用的方式。可获得合适的工作点。为经常采用的方式。第10页/共32页3、零点漂移的严重性 如果零点漂移的大小足以和输出的有用信号相比拟，

9、就无法正确地将两者加以区分。因此，为了使放大电路能正常工作，必须有效地抑制零点漂移。直接耦合放大电路存在的问题直接耦合放大电路存在的问题2：零点漂移：零点漂移1.什么是零点漂移现象：什么是零点漂移现象：uI0，uO0的现象。的现象。2、产生原因：温度变化，直流电源波动，元器件老化。其中、产生原因：温度变化，直流电源波动，元器件老化。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。uOtOuItO第11页/共32页4、抑制直接耦合多级放大电路的零点漂移的有效方法1）采用直流负反馈稳定静态工作点。2）采用温度补偿法。就是在电路中用热敏元件

10、或二极管（或晶体管的发射结）来与工作管的温度特性互相补偿。3）最有效的方法是设计特殊形式的放大电路，用特性相同的两个管子来提供输出，使它们的零点漂移相互抵消。这就是“差动放大电路”的设计思想。R2R1+VCC+VT2+RcVT1uIuOiC1ReRuB1第12页/共32页（1）电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号。电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号。（2）便于集成便于集成。由于电路中只有晶体管和电阻，没有电容。由于电路中只有晶体管和电阻，没有电容器和电感器，因此便于集成。器和电感器，因此便于集成。缺点：缺点：优点优点：（1）各级的静态工作点不独立，相互影响。各级的静态工作点不独立，相互影响。

11、会给设计、计会给设计、计算和调试带来不便。算和调试带来不便。（2）引入了零点漂移问题引入了零点漂移问题。零点漂移对直接耦合放大电路。零点漂移对直接耦合放大电路的影响比较严重。抑制零点漂移的办法有：的影响比较严重。抑制零点漂移的办法有：采用直流负反馈采用直流负反馈稳定静态工作点稳定静态工作点；采用温度补偿法采用温度补偿法；采用差动放大电路。采用差动放大电路。直接耦合放大电路的优缺点直接耦合放大电路的优缺点第13页/共32页三种耦合方式的比较三种耦合方式的比较阻容耦合阻容耦合直接耦合直接耦合变压器耦合变压器耦合特点特点各各级级工工作作点点互互不影响；不影响；结构简单结构简单能放大缓慢变能放大缓慢变

12、化的信号或直流化的信号或直流成分的变化；成分的变化；适合集成化适合集成化有阻抗变换作用；有阻抗变换作用；各级直流通路互各级直流通路互相隔离。相隔离。存在存在问题问题 不不能能反反应应直直流流成分的变化，成分的变化，不适合集成化不适合集成化有零点漂移现有零点漂移现象；象；各级工作点互各级工作点互相影响相影响不能反应直流成不能反应直流成分的变化；不适合分的变化；不适合放大缓慢变化的信放大缓慢变化的信号；号；不适合集成化不适合集成化适合适合场合场合分立元件交流分立元件交流放大电路放大电路集成放大电路，集成放大电路，直流放大电路直流放大电路低频功率放大，低频功率放大，调谐放大调谐放大第14页/共32页

13、1、静态工作点的分析、静态工作点的分析变压器耦合变压器耦合阻容耦合阻容耦合直接耦合直接耦合类似前面的单级放大电路类似前面的单级放大电路 思路：根据电路的约束条件和管子的思路：根据电路的约束条件和管子的IB、IC和和IE的相的相互关系，列出方程组求解。如果电路中有特殊电位点，则互关系，列出方程组求解。如果电路中有特殊电位点，则应以此为突破口，简化求解过程。应以此为突破口，简化求解过程。2.8.2多级放大电路的电压放大倍数多级放大电路的电压放大倍数和输入、输出电阻和输入、输出电阻第15页/共32页（1 1）电压放大倍数）电压放大倍数2.输入电阻输入电阻3.输出电阻输出电阻 对电压放大电路的要求：对

14、电压放大电路的要求：Ri大，大，Ro小，小，Au的数值大，最的数值大，最大不失真输出电压大。大不失真输出电压大。考虑级与级之间的相考虑级与级之间的相互影响，计算各级电压放互影响，计算各级电压放大倍数时，应把后级的输大倍数时，应把后级的输入电阻作为前级的负载处入电阻作为前级的负载处理理!2、动态性能分析、动态性能分析第16页/共32页3、分析举例、分析举例第17页/共32页【例例1】图图示示两两级级直直接接耦耦合合放放大大电电路路中中，已已知知：Rb1=240 k，Rc1=3.9 k ，Rc2=500 ，稳稳压压管管VDz的的工工作作电电压压UZ=4 V，三极管三极管 VT1 的的 1=45，V

15、T2 的的 2=40，VCC=24 V。(1)试试计计算算各各级级静静态态工工作作点点。如如 ICQ1 由由于于温温度度的的升升高高而而增增加加 1%，计算静态输出电压的变化。，计算静态输出电压的变化。Rc1Rb1+VCC+VT1+Rc2VT2VDzuIuOiB1iC1iRc1iB2iC2(3)设设稳稳压压管管的的 rz=50 。试试 估估 算算 总总 的的 电电 压压 放放 大大 倍倍 数数 ，以以及及输输入入、输输出出电电阻阻 Ri 和和 Ro。第18页/共32页Rc1Rb1+VCC+VT1+Rc2VT2VDzuIuOiB1iC1iRc1iB2iC2解：解：(1)则则 UCQ1=UBEQ2

16、+Uz=4.7 VICQ1=1 IBQ1=4.5 mAIBQ2=IRC1 ICQ1=(4.95 4.5)mA=0.45 mA设设 UBEQ1=UBEQ2=0.7 V，第19页/共32页ICQ2=2 IBQ2=(40 0.45)mA=18 mAUO=UCQ2=VCC ICQ2RC2 =(24 18 0.5)V=15 V UCEQ2=UCQ2 UEQ2=(15 4)V=11 V当当 ICQ1 增加增加 1%时，即时，即ICQ1=(4.5 1.01)mA=4.545 mAIBQ2=(4.95 4.545)mA=0.405 mAICQ2=(40 0.405)mA=16.2 mAUO=UCQ2=(24

17、16.2 0.5)V=15.9 V比原来升高了比原来升高了 0.9 V，约升高约升高 6%。Rc1Rb1+VCC+VT1+Rc2VT2VDzuIuOiB1iC1iRc1iB2iC2第20页/共32页Rc1Rb1+VCC+VT1+Rc2VT2VDzuIuOiB1iC1iRc1iB2iC2解解：(2)估估算算 Au1 时时，应应将将第第二二级级Ri2作作为为第第一一级级的的负负载电阻载电阻第21页/共32页所以所以Rc1Rb1+VCC+VT1+Rc2VT2VDzuIuOiB1iC1iRc1iB2iC2第22页/共32页例2:如图所示的两级电压放大电路，已知1=2=50,T1和T2均为3DG8D。计

18、算前、后级放大电路的静态值计算前、后级放大电路的静态值(U UBEQBEQ=0.7V)=0.7V)RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+T1T21M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k oU.Ui.第23页/共32页解:两级放大电路的静态值可分别计算。RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+T1T21M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k oU.Ui.第24页/共32页 RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+T1T21M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k oU.Ui.UB2第二级是分压式偏置电路第二级是分压式偏置电路第25页/共

19、32页RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+Ui.T11M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k oU.VB2IB2UCEQ2+第26页/共32页例3:如图所示的两级电压放大电路，已知1=2=50,RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+T1T21M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k oU.Ui.（1 1）求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数。）求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数。（2 2）求放大电路的输入电阻和输出电阻）求放大电路的输入电阻和输出电阻oU 1bI Ib2rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_Ui Ib2 Ib1 +_o1U Ui

20、2+_1ER 第27页/共32页（1 1）求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数第一级放大电路为射极输出器第一级放大电路为射极输出器oU 1bI Ib2rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_Ui Ib2 Ib1 +_o1U Ui2+_1ER 第28页/共32页（1 1）求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数oU 1bI I2brbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_Ui Ib2 Ib1 +_o1U Ui2+_1ER 第29页/共32页第二级放大电路为共发射极放大电路第二级放大电路为共发射极放大电路总电压放大倍数oU 1bI I2brbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_Ui Ib2 Ib1 +_o1U Ui2+_1ER 第30页/共32页(2)(2)计算计算 R R i i和和 R R 0 0微变等效电路微变等效电路R R 0 0R 0=RC2oU 1bI I2brbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_Ui Ib2 Ib1 +_o1U Ui2+_1ER 第31页/共32页谢谢大家观赏！第32页/共32页