模擬電路 第02章 放大電路的基本原理

2.1放大的概念本質(zhì)：實(shí)現(xiàn)能量的控制。在放大電路中提供一個(gè)能源，由能量較小的輸入信號(hào)控制這個(gè)能源，使之輸出較大的能量，然后推動(dòng)負(fù)載。小能量對(duì)大能量的控制作用稱為放大作用。放大的對(duì)象是變化量。元件：雙極型三極管和場(chǎng)效應(yīng)管。第二章

放大電路的基本原理1§2.2放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)一、放大倍數(shù)A1．電壓放大倍數(shù)和

分別是輸入和輸出電壓的正弦相量。2．電流放大倍數(shù)和

分別是輸入和輸出電流的正弦相量。2二、最大輸出幅度Ｕom三、非線性失真系數(shù)四、輸入電阻Ri放大電路一定要有前級(jí)（信號(hào)源）為其提供信號(hào)，那么就要從信號(hào)源取電流。輸入電阻是衡量放大電路從其前級(jí)取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，從其前級(jí)取得的電流越小，對(duì)前級(jí)的影響越小。AuIi~USUi3五、輸出電阻RoAu~US放大電路對(duì)其負(fù)載而言，相當(dāng)于信號(hào)源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個(gè)戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。~roUS'輸出端4如何確定電路的輸出電阻Ro

？步驟：UI方法一：計(jì)算。5方法二：測(cè)量。Uo1.測(cè)量開(kāi)路電壓Uo

。~RoUs'2.測(cè)量接入負(fù)載后的輸出電壓Uo’

。~RoUs'RLUo'步驟：3.計(jì)算。6六、通頻帶fAuAum0.7AumfL下限截止頻率fH上限截止頻率通頻帶：BW=fH

–fL放大倍數(shù)隨頻率變化曲線

BW七、最大輸出功率Pom與效率7符號(hào)規(guī)定UA大寫(xiě)字母、大寫(xiě)下標(biāo)，表示直流量。uA小寫(xiě)字母、大寫(xiě)下標(biāo)，表示全量。ua小寫(xiě)字母、小寫(xiě)下標(biāo)，表示交流分量。8uBtubt9uBub全量交流分量tUB直流分量

ubt10§2.3單管共發(fā)射極放大電路單管放大電路有三種形式共射放大電路共基放大電路共集放大電路以共射放大電路為例講解工作原理112.3.1單管共射放大電路的組成放大元件iC=

iB，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。uiuo輸入輸出？零電位,參考點(diǎn)Rb+VCCVBBRcC1C2T12集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。Rb+VCCVBBRcC1C2T13集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。Rb+VCCVBBRcC1C2T14使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)?；鶚O電源與基極電阻Rb+VCCVBBRcC1C2T15耦合電容（隔直電容）隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時(shí)能使信號(hào)順利輸入輸出。Rb+VCCVBBRcC1C2T16可以省去電路改進(jìn)：采用單電源供電Rb+VCCVBBRcC1C2T17單電源供電電路+VCCRcC1C2TRb阻容耦合單管共射放大電路182.3.2單管共發(fā)射極放大電路的工作原理ui=0時(shí)由于電源的存在，IB

0IC

0IBQICQIEQ=IBQ+ICQ一、靜態(tài)工作點(diǎn)Rb+VCCRcC1C2T19IBQICQUBEQUCEQ(ICQ,UCEQ)(IBQ,UBEQ)Rb+VCCRcC1C2T20(IBQ,UBEQ)和(

ICQ,UCEQ

)分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)，稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ21IBUBEQICUCEuCE怎么變化？假設(shè)uBE有一微小的變化ibtibtictuit22uCE的變化沿一條直線uce相位如何？uce與ui反相！ICUCEictucet23各點(diǎn)波形Rb+VCCRcC1C2uitiBtiCtuCEtuotuiiCuCEuoiB24二、實(shí)現(xiàn)放大的條件1.晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。2.正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。3.輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。4.輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電極電壓，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號(hào)。25§2.4放大電路的基本分析方法放大電路分析靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析估算法圖解法微變等效電路法圖解法計(jì)算機(jī)仿真262.4.1直流通道與交流通道放大電路中各點(diǎn)的電壓或電流都是在靜態(tài)直流上附加了小的交流信號(hào)。但是，電容對(duì)交、直流的作用不同。如果電容容量足夠大，可以認(rèn)為它對(duì)交流不起作用，即對(duì)交流短路。而對(duì)直流可以看成開(kāi)路，這樣，交直流所走的通道是不同的。交流通道：只考慮交流信號(hào)的分電路。直流通道：只考慮直流信號(hào)的分電路。信號(hào)的不同分量可以分別在不同的通道分析。27例：對(duì)直流信號(hào)（只有+VCC）開(kāi)路開(kāi)路Rb+VCCRcC1C2T直流通道Rb+VCCRc28對(duì)交流信號(hào)（輸入信號(hào)ui）短路短路置零Rb+VCCRcC1C2TRbRcRLuiuo交流通路292.4.2靜態(tài)工作點(diǎn)的近似估算（

IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ）（1）估算IBQ(

UBE

0.7V)IBQUBERb稱為基極偏置電阻，IBQ稱為基極偏置電流。Rb+VCCRc30（2）估算UCEQ、ICQICQUCEQICQ=

IBQRb+VCCRc31例：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：VCC=12V，Rc=4K

，

Rb=300K，

=37.5。解：請(qǐng)注意電路中IBQ和ICQ的數(shù)量級(jí)

UBEQ

0.7VRb+VCCRc321．直流負(fù)載線ICUCEUCE～I(xiàn)C滿足什么關(guān)系？1.三極管的輸出特性。2.UCE=VCC–ICRc

。ICUCEVCC直流通道Rb+VCCRc2.4.3圖解法直流負(fù)載線和交流負(fù)載線直流負(fù)載線QIBQ與輸出特性的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)靜態(tài)UCEQ靜態(tài)ICQ33(1).交流通路的輸出回路圖2.4.4輸出通路的外電路是Rc

和RL的并聯(lián)。(2).交流負(fù)載線交流負(fù)載線交流負(fù)載線斜率為：OIBiC

/mAuCE

/VQ靜態(tài)工作點(diǎn)圖2.4.5(b)2．交流負(fù)載線34圖解法的步驟：1．由直流通路畫(huà)出直流負(fù)載線；2．估算靜態(tài)基極電流IBQ，直流負(fù)載線與iB

=IBQ的一條輸出特性的交點(diǎn)就是靜態(tài)工作點(diǎn)Q，由圖可得ICQ和UCEQ

；3．由放大電路的交流通路計(jì)算等效交流負(fù)載

在輸出特性上，通過(guò)Q點(diǎn)畫(huà)出斜率為的直線，就是交流負(fù)載線；4．求電壓放大倍數(shù)時(shí)，可在Q點(diǎn)附近取一個(gè)值，在輸入特性上找到相應(yīng)的值，再在輸出特性的交流負(fù)載線上找到相應(yīng)的值，與的比值即為電壓放大倍數(shù)。35

動(dòng)態(tài)工作情況圖解分析圖2.4.5(a)輸入回路工作情況0.680.72

uBE

iBtQ000.7t6040200uBE/ViB/μAuBE/ViBUBE36交流負(fù)載線直流負(fù)載線4.57.5

uCE912t0ICQiC

/mA0IB=40μA2060804Q260uCE/ViC

/mA0tuCE/VUCEQ

iC圖2.4.5(b)輸出回路工作情況分析372.4.4動(dòng)態(tài)分析一、三極管的微變等效電路1．輸入回路iBuBE當(dāng)信號(hào)很小時(shí)，將輸入特性在小范圍內(nèi)近似為線性。

uBE

iB對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言，三極管相當(dāng)于電阻rbe

。rbe

的量級(jí)從幾百歐到幾千歐。對(duì)于小功率三極管：38對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言，三極管be間等效于電阻rbe。becrbeibbeubeubeib392．輸出回路iCuCE所以：(1)輸出端相當(dāng)于一個(gè)受ib

控制的電流源。近似平行(2)考慮uCE對(duì)iC的影響，輸出端還要并聯(lián)一個(gè)大電阻rce。rce的含義

iC

uCE40ubeibuceicuberbe

ibib

rceuceicrce很大，一般忽略。rce的含義受控源41ubeibuceicubeuceicrce很大，一般忽略。3．三極管的微變等效電路rbe

ibibrcerbe

ibibbce等效cbe42二、放大電路的微變等效電路將交流通道中的三極管用微變等效電路代替:交流通路RbRcRLuiuouirbe

ibibiiicuoRbRcRL43三、電壓放大倍數(shù)的計(jì)算特點(diǎn)：負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。rbeRbRcRL44四、輸入電阻的計(jì)算對(duì)于為放大電路提供信號(hào)的信號(hào)源來(lái)說(shuō)，放大電路是負(fù)載，這個(gè)負(fù)載的大小可以用輸入電阻來(lái)表示。輸入電阻的定義：是動(dòng)態(tài)電阻。rbeRBRCRL電路的輸入電阻越大，從信號(hào)源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的輸入電阻。45五、輸出電阻的計(jì)算對(duì)于負(fù)載而言，放大電路相當(dāng)于信號(hào)源，可以將它進(jìn)行戴維南等效，戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。計(jì)算輸出電阻的方法：(1)所有電源置零，然后計(jì)算電阻（對(duì)有受控源的電路不適用）。(2)所有獨(dú)立電源置零，保留受控源，加壓求流法。46所以：用加壓求流法求輸出電阻：rbeRBRC0047幾點(diǎn)結(jié)論：1.三極管中各極電壓和電流交直流并存；2.單管共射放大電路具有電壓放大作用；3.

單管共射放大電路具有倒相作用。微變等效電路法的步驟：1.利用圖解法或近似估算法確定電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q；2.求出靜態(tài)工作點(diǎn)處的微變等效電路參數(shù)β和rbe

；3.畫(huà)出電路的微變等效電路?？上犬?huà)出三極管的等效電路，然后畫(huà)出放大電路其余部分的交流通路；4.列出電路方程并求解。482.4.5失真分析在放大電路中，輸出信號(hào)應(yīng)該成比例地放大輸入信號(hào)（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號(hào)不能反映輸入信號(hào)的情況，放大電路產(chǎn)生非線性失真。為了得到盡量大的輸出信號(hào)，要把Q設(shè)置在交流負(fù)載線的中間部分。如果Q設(shè)置不合適，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)，造成非線性失真。失真——輸出波形較輸入波形發(fā)生畸變，稱為失真。49iCuCEuo可輸出的最大不失真信號(hào)選擇靜態(tài)工作點(diǎn)ib最大輸出幅度Ｕom50iCuCEuo1．Q點(diǎn)過(guò)低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)放大電路產(chǎn)生截止失真（頂部失真）輸出波形輸入波形ib51iCuCE2．Q點(diǎn)過(guò)高，信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū)放大電路產(chǎn)生飽和失真（底部失真）ib輸入波形uo輸出波形52§2.5靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問(wèn)題為了保證放大電路的穩(wěn)定工作，必須有合適的、穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)。但是，溫度的變化嚴(yán)重影響靜態(tài)工作點(diǎn)。對(duì)于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點(diǎn)由UBE、

和ICEO決定，這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化，溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響主要體現(xiàn)在這一方面。Q變UBE

ICEQ變T變IC變53一、溫度對(duì)UBE的影響iBuBE25oC50oCTUBEIBIC54二、溫度對(duì)

值及ICEO的影響T

、ICEOICiCuCEQQ′總的效果是：溫度上升時(shí)，輸出特性曲線上移，造成Q點(diǎn)上移。55小結(jié)：TIC常采用分壓式偏置電路來(lái)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。固定偏置電路的Q點(diǎn)是不穩(wěn)定的。Q點(diǎn)不穩(wěn)定可能會(huì)導(dǎo)致靜態(tài)工作點(diǎn)靠近飽和區(qū)或截止區(qū)，從而導(dǎo)致失真。為此，需要改進(jìn)偏置電路，當(dāng)溫度升高、IC增加時(shí)，能夠自動(dòng)減少IB，從而抑制Q點(diǎn)的變化。保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。56一、靜態(tài)分析I1I2IBRB1+VCCRCC1TRB2RE直流通路靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的放大器RB1+VCCRCC1C2RB2CERERLuiuoRE射極直流負(fù)反饋電阻CE

交流旁路電容分壓式偏置電路57I1I2IBRB1+VCCRCC1TRB2RE靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定過(guò)程UBUB被認(rèn)為較穩(wěn)定本電路穩(wěn)定的過(guò)程實(shí)際是由于加了RE形成了負(fù)反饋過(guò)程TUBEICICIEUEIB由輸入特性曲線58二、動(dòng)態(tài)分析+VCCuoRB1RCC1C2RB2CERERLuirbeRCRLR'B微變等效電路uoRB1RCRLuiRB2交流通路ri

=

RB1

//RB2

//

rbero=

RC59例：上述靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的放大器，各參數(shù)如下：

RB1=100k

，RB2=33k

，RE=2.5k

，RC=5k

，

RL=5k

，

=60，VCC=15V。

求：（1）估算靜態(tài)工作點(diǎn)；（2）空載電壓放大倍數(shù)、有載電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻；（3）若信號(hào)源有RS=1k

的內(nèi)阻，有載電壓放大倍數(shù)將變?yōu)槎嗌伲?0RB1=100k

RB2=33k

RE=2.5k

RC=5k

RL=5k

=60VCC=15V解：(1)

估算靜態(tài)工作點(diǎn)61RB1=100k

RB2=33k

RE=2.5k

RC=5k

RL=5k

=60VCC=15V解：(2)

空載電壓放大倍數(shù)、有載電壓放大倍數(shù)：62輸入電阻、輸出電阻：RB1=100k

RB2=33k

RE=2.5k

RC=5k

RL=5k

=60VCC=15V63解：(3)信號(hào)源有RS=1k

的內(nèi)阻時(shí)，有載電壓放大倍數(shù)為AusL

rbebec~ribec~RB1=100k

RB2=33k

RE=2.5k

RC=5k

RL=5k

=60VCC=15V64信號(hào)源內(nèi)阻為0時(shí)的電壓放大倍數(shù)：信號(hào)源內(nèi)阻為RS時(shí)的電壓放大倍數(shù)：ribec~65信號(hào)源有內(nèi)阻時(shí)，電壓放大倍數(shù)Aus減小。輸入電阻越大，若ri

RS，則Aus

Auribec~66CE的作用：交流通路中，CE將RE短路，RE對(duì)交流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。問(wèn)題1：如果去掉CE，放大倍數(shù)怎樣？I1I2IBRB1+VCCRCC1C2RB2CERERLuiuo67去掉CE后的交流通路和微變等效電路：rbeRCRLRER'BRB1RCRLuiuoRB2RE68RB1+VCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2問(wèn)題2：如果電路如下圖所示，如何分析？靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定且具有射極交流負(fù)反饋電阻的放大器69I1I2IBRB1+VCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2I1I2IBRB1+VCCRCC1TRB2RE1RE2靜態(tài)分析：直流通路70RB1+VCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2動(dòng)態(tài)分析：交流通路RB1RCRLuiRB2RE1uo71交流通路：RB1RCRLuiuoRB2RE1微變等效電路：rbeRCRLRE1R'B72rbeRCRLRB1RB2BECI1I2IeRE1微變等效電路：ro=RC73問(wèn)題：Au和Aus的關(guān)系如何？定義：放大電路RLRS74§2.6單管放大電路的三種基本組態(tài)

2.6.1共集電極放大電路RB+VCCC1C2RERLuiuoRB+VCCRE直流通道75一、靜態(tài)分析IBIERB+VCCRE直流通道76二、動(dòng)態(tài)分析RB+VCCC1C2RERLuiuorbeRERLRB微變等效電路rbeRB微變等效電路771.電壓放大倍數(shù)rbeRB微變等效電路781.所以但是，輸出電流Ie

增加了（電流放大倍數(shù)大于1），即輸出功率被放大了。2.輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱射極跟隨器。結(jié)論：792.輸入電阻輸入電阻較大，作為前一級(jí)的負(fù)載，對(duì)前一級(jí)的放大倍數(shù)影響較小。rbeRB微變等效電路803.輸出電阻（用加壓求流法求輸出電阻）rbeRERBRS電源置0rorbeRERBRS~rbeRE81rbeRE82一般：所以：射極跟隨器的輸出電阻很小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。所謂帶負(fù)載能力強(qiáng)，是指當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，放大倍數(shù)基本不變。83動(dòng)態(tài)分析及估算舉例：IE=1.01mARB=570k

RE=5.6k

RL=5.6k

=100VCC=12VrbeRBbce84rbe

=2.9k

（電壓放大倍數(shù)估算）動(dòng)態(tài)分析及估算舉例：RB=570k

RE=5.6k

RL=5.6k

=100VCC=12VrbeRBbce85RS=0（輸入電阻輸出電阻估算）動(dòng)態(tài)分析及估算舉例：rbe

=2.9k

RB=570k

RE=5.6k

RL=5.6k

=100VCC=12VrbeRBbce86動(dòng)態(tài)分析及估算舉例：設(shè)信號(hào)源內(nèi)阻RS=1k

，求這時(shí)的電壓放大倍數(shù)Aus、輸入電阻、輸出電阻。Ri

=190k

rbeRBbce~87射極跟隨器的使用1.將射極跟隨器放在電路的首級(jí)，可以提高輸入電阻。2.將射極跟隨器放在電路的末級(jí)，可以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。3.將射極跟隨器放在電路的兩級(jí)之間，可以起到電路的匹配作用。882.6.2共基極放大電路一、靜態(tài)工作點(diǎn)(a)原理性電路(b)實(shí)際電路(c)直流通路89直流通路90實(shí)際電路交流通路二、動(dòng)態(tài)指標(biāo)EBC微變等效電路91二、動(dòng)態(tài)指標(biāo)1.電流放大倍數(shù)2.電壓放大倍數(shù)微變等效電路EBC（忽略RE的作用）92二、動(dòng)態(tài)指標(biāo)3.輸入電阻4.輸出電阻微變等效電路EBC932.6.3三種基本組態(tài)的比較共射組態(tài)共集組態(tài)共基組態(tài)組態(tài)指標(biāo)94§2.7場(chǎng)效應(yīng)管放大電路*(1)靜態(tài)：適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)，使場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)，場(chǎng)效應(yīng)管的偏置電路相對(duì)簡(jiǎn)單。(2)動(dòng)態(tài)：能為交流信號(hào)提供通路。組成原則：靜態(tài)分析：估算法、圖解法。動(dòng)態(tài)分析：微變等效電路法。分析方法：95iD

(mA)uDS/V0uGS=5V4V3V2V場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性曲線iC

(mA)1234uCE(V)36912iB=020

A40

A60

A80

A100

A晶體管的輸出特性曲線2.7.1場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)96場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)：1.場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件；2.輸入電阻非常高；3.存在零溫度系數(shù)工作點(diǎn)；uGS0iD效應(yīng)管的零溫度系數(shù)工作點(diǎn)T1T2T3T1>T2>T3零溫度系數(shù)工作點(diǎn)4.制造工藝簡(jiǎn)單，便于大規(guī)模集成；5.二氧化硅絕緣層易被擊穿而損壞管子；6.在相同的負(fù)載電阻下，場(chǎng)效應(yīng)管的電壓放大倍數(shù)一般比晶體管的放大倍數(shù)小。97很大，可忽略。GSDuGSiDuDSSGDugsgmugsudsSGDrDSugsgmugsuds壓控電流源2.7.2場(chǎng)效應(yīng)管的微變等效電路982.7.3分壓-自偏壓式共源極放大電路+VDDRSCSC2C1R1RDRGR2RLGDS++--柵極電壓由VDD經(jīng)R1

、R2分壓得到漏極電流在RS

上產(chǎn)生自偏壓UGS

由分壓和自偏壓共同決定分壓-自偏壓式共源放大電路RS

直流負(fù)反饋，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)99一、靜態(tài)分析由輸入回路可得：+VDDRSCSC2C1R1RDRGR2RLGDS++--N溝道增強(qiáng)型MOS管的漏極電流與柵源電壓滿足以下關(guān)系：1．估算法100+VDDRSCSC2C1R1RDRGR2RLGDS++--解上述方程即可得到UGSQ和IDQ由輸出回路方程101+VDDRSCSC2C1R1RDRGR2RLGDS++--0iDuGSUGS(th)UGQ2．圖解法QIDQUGSQ輸出回路方程：102輸出回路方程：IDuDS0uGSUGSQVDDQIDQUDSQ直流負(fù)載線103二、動(dòng)態(tài)分析sgR2R1RGRL'dRLRD微變等效電路+VDDRSCSC2C1R1RDRGR2RLgds++--104sgR2R1RGRL'dRLRDRo=RD1052.7.4共漏極放大電路（源極輸出器、源極跟隨器）uoVDD=20VRSuiC1R1RGR2RL150k50k1M10kDSC2G一、靜態(tài)分析與分壓-自偏壓式共源極放大電路的靜態(tài)分析方法類似。106uo+UDDRSuiC1R1RGR2RL150k50k1M10kDSC2GRiRo

Ro

gR2R1RGsdRLRS微變等效電路二、動(dòng)態(tài)分析107RiRo

Ro

gR2R1RGsdRLRS微變等效電路輸入電阻Ri108輸出電阻Ro加壓求流法gd微變等效電路Ro

Ro

R2R1RGsRS109場(chǎng)效應(yīng)管放大電路小結(jié)(1)場(chǎng)效應(yīng)管放大器輸入電阻很大。(2)場(chǎng)效應(yīng)管共源極放大器（漏極輸出）輸入輸出反相，電壓放大倍數(shù)大于1；輸出電阻=RD。(3)場(chǎng)效應(yīng)管源極跟隨器輸入輸出同相，電壓放大倍數(shù)小于1且約等于1；輸出電阻小。110§2.8多級(jí)放大電路第一級(jí)第二級(jí)第n-1級(jí)第n級(jí)輸入輸出耦合耦合方式：(1)直接耦合(2)阻容耦合(3)變壓器耦合(4)光電耦合2.8.1多級(jí)放大電路的耦合方式為獲得足夠大的放大倍數(shù)，需將單級(jí)放大器串接，組成多級(jí)放大器。111對(duì)耦合電路要求：要求動(dòng)態(tài):傳送信號(hào)減少壓降損失耦合電路：靜態(tài)：保證各級(jí)Q點(diǎn)設(shè)置波形不失真112一、阻容耦合特點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立。低頻衰減大，無(wú)法采用線性集成。R11RC1C11C12R12CE1RE1uiuoR21+VCCRC2C22R22CE2RE2RL113多級(jí)阻容耦合放大器的特點(diǎn)：(1)由于電容的隔直作用，各級(jí)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，分別估算。(2)前一級(jí)的輸出電壓是后一級(jí)的輸入電壓。(3)后一級(jí)的輸入電阻是前一級(jí)的交流負(fù)載電阻。(4)總電壓放大倍數(shù)=各級(jí)放大倍數(shù)的乘積。(5)總輸入電阻Ri

即為第一級(jí)的輸入電阻Ri1。(6)總輸出電阻即為最后一級(jí)的輸出電阻。114二、直接耦合RC1uiuo+VCCRC2RLRB1VT1VT2RB2優(yōu)點(diǎn)：能放大緩變和直流信號(hào)，適于集成化簡(jiǎn)單的直接耦合：VT1接近飽和115直接耦合方式實(shí)例：RC1uiuo+VCCRC2RB1VT1VT2RE2實(shí)例1提高了UB2，但Au2下降116RC1uiuo+VCCRC2RB1VT1VT2VDZ實(shí)例2RAu2下降不大，但集電極有效電壓變化范圍小117RC1uiuo+VCCRC2RB1VT1VT2RB2VDZ實(shí)例3實(shí)現(xiàn)電平移動(dòng)118RC1uiuo+VCCRE2RB1VT1VT2RC2實(shí)例4利用PNP管實(shí)現(xiàn)電平移動(dòng)119例：下圖所示兩級(jí)直接耦合放大電路中，已知RB1=240k

，RC1=3.9k

，RC2=500

，穩(wěn)壓管VDZ的工作電壓UZ=4V，三極管VT1的

1=45，VT2的

2=40，VCC=24V，試計(jì)算各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)。如ICQ1由于溫度的升高而增加1%，試計(jì)算靜態(tài)輸出電壓UO的變化是多少。+VCC=24VRC13.9kuiuoRC2RB1240kVT1VT2VDZiB1iRC1iC1iC2iB2500

UZ=4V

1=45

2=40120解：設(shè)靜態(tài)時(shí)UBEQ1=UBEQ2=0.7V，則

UＣQ1=UBEQ2+UZ=4.7V+VCC=24VRC13.9kuiuoRC2RB1240kVT1VT2VDZiB1iRC1iC1iC2iB2500

UZ=4V

1=45

2=40121+VCC=24VRC13.9kuiuoRC2RB1240kVT1VT2VDZiB1iRC1iC1iC2iB2500

UZ=4V

1=45

2=40122靜態(tài)時(shí)輸出電壓為：+VCC=24VRC13.9kuiuoRC2RB1240kVT1VT2VDZiB1iRC1iC1iC2iB2500

UZ=4V

1=45

2=40123當(dāng)ICQ1增加1%時(shí)，即此時(shí)輸出電壓為比原來(lái)升高了0.9V，約升高6%。直接耦合放大電路的缺點(diǎn)：（1）直流輸出電壓隨溫度的變化而波動(dòng)；（2）存在零點(diǎn)漂移現(xiàn)象（引入直流負(fù)反饋、熱敏元件補(bǔ)償、差分放大結(jié)構(gòu)）。124

提示：（1）在直流通路上求解靜態(tài)工作點(diǎn)，此時(shí)電容相當(dāng)于開(kāi)路，電感相當(dāng)于短路；（2）在微變等效電路上求解交流參數(shù)，此時(shí)電容和直流電源均相當(dāng)于短路，變壓器相當(dāng)于阻抗變換器。三.變壓器耦合

將前一級(jí)的輸出通過(guò)變壓器連接到后一級(jí)的輸入端（或負(fù)載上）的耦合方式，稱之為變壓器耦合。

例

對(duì)圖示放大電路進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析。125變壓器耦合放大電路的直流通路也是相互獨(dú)立的，電路的分析、計(jì)算和調(diào)試比較容易；可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換，在分立元件功率放大電路中應(yīng)用廣泛。其缺點(diǎn)是低頻特性差，不能放大緩慢變化的信號(hào)；體積大，而且非常笨重，不能集成化。四.光電耦合

光電耦合：以光信號(hào)為媒質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的耦合與傳遞。1262.8.2多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻R11+VCCRC1C11C12R12CE1RE1RLuiuoR11=100k

R12=33k

RE1=2.5k

RC1=5k

RL=5k

=60VCC=15VIC=1.2mAIB=20AUCE=6VRi

=

R11//R12//rbe

=1.52k

Ro=

RC1

=5k

rbe=1.62k

AuL=-93127多級(jí)阻容耦合放大器的級(jí)聯(lián)R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+VCCRC2C21C22R22CE2RE2RLuo設(shè)二級(jí)放大器的參數(shù)完全一樣128多級(jí)阻容耦合放大器的分析(1)由于電容的隔直作用，各級(jí)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，分別估算。(2)前一級(jí)的輸出電壓是后一級(jí)的輸入電壓。(3)后一級(jí)的輸入電阻是前一級(jí)的交流負(fù)載電阻。(4)總電壓放大倍數(shù)=各級(jí)放大倍數(shù)的乘積。(5)總輸入電阻Ri

即為第一級(jí)的輸入電阻Ri1。(6)總輸出電阻即為最后一級(jí)的輸出電阻。129R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+VCCRC2C21C22R22CE2RE2RLuoIC1=1.2mAIB1=20AUCE1=6Vrbe1=1.62k

IC2=1.2mAIB2=20AUCE2=6Vrbe2=1.62k

多級(jí)阻容耦合放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)第一級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)第二級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)130多級(jí)阻容耦合放大器的交流通路Ri

=Ri1Ro=Ro2Ri2前一級(jí)的輸出電壓是后一級(jí)的輸入電壓后一級(jí)的輸入電阻是前一級(jí)的交流負(fù)載電阻R11RC1R12uiR21+VCCRC2C21R22RLuouo1ui2131多級(jí)阻容耦合放大器的微變等效電路rbe2RC2RLR22BECIc2Ib2R21rbe1RC1R11R12BECIc1Ib1Uo1132多級(jí)阻容耦合放大器的電壓放大倍數(shù)、輸入、輸出電阻的計(jì)算ri2rbe1RC1R11R12BECIc1Ib1Uo1第一級(jí)的微變等效電路第二級(jí)的輸入電阻Ri=

Ri

1=

R11//R12//rbe1=-

1RC1//Ri2rbe1Au1=Uo1Ui133多級(jí)阻容耦合放大器的電壓放大倍數(shù)、輸入、輸出電阻的計(jì)算

Ri2=

R21//R22//rbe2

Ro

=

Ro2=

RC2rbe2RC2RLR22BECIc2Ib2R21Ui2第二級(jí)的微變等效電路134總電壓放大倍數(shù)rbe2RC2RLR22BECIc2Ib2R21rbe1RC2R11R12BECIc1Ib1Uo1Ui2Au為正，輸入輸出同相總放大倍數(shù)等于各級(jí)放大倍數(shù)的乘積135代入數(shù)值計(jì)算Ri

=

Ri1=

R11//R12//rbe1

=100//33//1.62=1.52k

R11=100k

R12=33k

RE1=2.5k

RC1=5k

RL=5k

=60VCC=15V

Ri

2=

R21//R22//rbe2=100//33//1.62=1.52k

=-

1RC1//Ri2rbe1Au1=-43=-

2RC2//RLrbe2Au2=-93Au=Au1Au2

=(-43)(-93)=3999

Ro=

RC2

=5k

兩級(jí)單管放大器級(jí)聯(lián)，可提高電壓放大倍數(shù)；但輸入電阻仍很小，輸出電阻仍較大。136阻容耦合多級(jí)放大電路當(dāng)兩級(jí)放大器（靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的基本放大器）級(jí)聯(lián)時(shí)，放大倍數(shù)大大提高。但輸入電阻較小，輸出電阻較大。R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+VCCRC2C21C22R22CE2RE2RLuoAu=Au1Au2

=3999137R11+VCCRC1C11C12R12CE1RE1RLuiuoR11=100k

R12=33k

RE1=2.5k

RC1=5k

RL=5k

=60VCC=15VusRSRS=20k

Aus=AuRiRi+RS=(-93)1.52+201.52=-6.6輸入電阻很小的放大器，當(dāng)信號(hào)源有較大內(nèi)阻時(shí)，放大倍數(shù)變得很小Ri=