第5章 級(jí)聯(lián)放大電路

1、第第6章章 級(jí)聯(lián)放大電路級(jí)聯(lián)放大電路6.1 概述概述多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路作用：提高放大倍數(shù)（增益）作用：提高放大倍數(shù)（增益）級(jí)聯(lián)連接方式級(jí)聯(lián)連接方式uiuo 6.26.2 多級(jí)放大電路的耦合方式多級(jí)放大電路的耦合方式多極放大電路的前一級(jí)的輸出信號(hào)通過(guò)一定的方式多極放大電路的前一級(jí)的輸出信號(hào)通過(guò)一定的方式傳送到下一級(jí)的輸入端傳送到下一級(jí)的輸入端稱(chēng)為極間耦合。稱(chēng)為極間耦合。放大電路的級(jí)間耦合應(yīng)滿(mǎn)足條件放大電路的級(jí)間耦合應(yīng)滿(mǎn)足條件: :必須要保證信號(hào)的傳輸；必須要保證信號(hào)的傳輸；保證各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)正確。保證各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)正確。（一）阻容耦合（一）阻容耦合: :級(jí)間采用電容耦合。級(jí)間采用電容耦

2、合。特點(diǎn)：特點(diǎn)：1.1.電路簡(jiǎn)單、各級(jí)工作點(diǎn)相互獨(dú)立。（優(yōu)點(diǎn)）電路簡(jiǎn)單、各級(jí)工作點(diǎn)相互獨(dú)立。（優(yōu)點(diǎn)）2.2.不能傳送直流及變化緩慢的信號(hào)；且不宜集成（缺不能傳送直流及變化緩慢的信號(hào)；且不宜集成（缺點(diǎn)）點(diǎn)）各種耦合方式及特點(diǎn)各種耦合方式及特點(diǎn)電容的作用：電容的作用：傳送交流信號(hào)；阻隔直流。傳送交流信號(hào)；阻隔直流。與下級(jí)輸入電阻構(gòu)成與下級(jí)輸入電阻構(gòu)成阻容耦合阻容耦合阻容耦合放大電路阻容耦合放大電路（二）（二） 變壓器耦合變壓器耦合1.變壓器耦合可隔除直流，傳遞一定頻率的交流信號(hào)，因此變壓器耦合可隔除直流，傳遞一定頻率的交流信號(hào)，因此各級(jí)的各級(jí)的 Q 互相獨(dú)立?；ハ嗒?dú)立。2.可以實(shí)現(xiàn)輸出級(jí)與可以實(shí)現(xiàn)

3、輸出級(jí)與負(fù)載的阻抗變換，以負(fù)載的阻抗變換，以獲得有效的功率傳輸。獲得有效的功率傳輸。兩級(jí)間利用變壓器來(lái)傳送信號(hào)的耦合方式稱(chēng)兩級(jí)間利用變壓器來(lái)傳送信號(hào)的耦合方式稱(chēng)變壓器耦合變壓器耦合。變壓器耦合的特點(diǎn)：變壓器耦合的特點(diǎn)：變壓器耦合放大電路變壓器耦合放大電路變壓器耦合阻抗變換的原理如圖。變壓器耦合阻抗變換的原理如圖。N1 / N2 =U1 / U2; N2 / N1 =I1 / I2; 理想條件下，變壓器原副邊的匝數(shù)比為：理想條件下，變壓器原副邊的匝數(shù)比為：可通過(guò)調(diào)整匝比可通過(guò)調(diào)整匝比 n 使原、副端阻抗匹配。使原、副端阻抗匹配。變壓器的阻抗變換變壓器的阻抗變換RLU1 =U2 N1 / N2 I

4、1 = I2 N1 / N2RL = U1 / I1 = (N1 / N2 ) 2 RL = n2 RL( (三三) ) 直接耦合放大電路直接耦合放大電路兩級(jí)間不采用任何器件，直接相連的耦合方式稱(chēng)兩級(jí)間不采用任何器件，直接相連的耦合方式稱(chēng)直接耦合直接耦合。直接耦合放大電路直接耦合放大電路 (2).直接耦合使各放大級(jí)直接耦合使各放大級(jí)的的工作點(diǎn)互相影響工作點(diǎn)互相影響。(3).溫度漂移嚴(yán)重。（逐級(jí)溫度漂移嚴(yán)重。（逐級(jí)放大；采用差放可解決）放大；采用差放可解決）1.1.直接耦合的特點(diǎn)：直接耦合的特點(diǎn)：(1).直接耦合電路簡(jiǎn)單、便于直接耦合電路簡(jiǎn)單、便于集成，且可傳送直流或變化集成，且可傳送直流或變化

5、緩慢的信號(hào)。（優(yōu)點(diǎn)）緩慢的信號(hào)。（優(yōu)點(diǎn)）2.2.直接耦合放大電路的問(wèn)題：直接耦合放大電路的問(wèn)題：e2(1).若若e2直接接地：會(huì)造成直接接地：會(huì)造成T1管飽和。管飽和。解決方法：采用二極管、穩(wěn)壓管或采用解決方法：采用二極管、穩(wěn)壓管或采用NPN+PNP組合電平組合電平移動(dòng)直接耦合放大電路移動(dòng)直接耦合放大電路。集電極電位會(huì)逐級(jí)提高，集電極電位會(huì)逐級(jí)提高，后面放大級(jí)要加入更大的射極后面放大級(jí)要加入更大的射極電阻而無(wú)法設(shè)置電阻而無(wú)法設(shè)置正確的工作點(diǎn)正確的工作點(diǎn)。只適用級(jí)數(shù)較少的電路。只適用級(jí)數(shù)較少的電路。(2).接電阻接電阻Re：NPN+PNPNPN+PNP組合電平移動(dòng)直接耦合放大電路組合電平移動(dòng)直接

6、耦合放大電路級(jí)間采用級(jí)間采用NPNNPN管和管和PNPPNP管搭配的方式，如圖所示。管搭配的方式，如圖所示。NPNNPN和和PNPPNP管組合管組合由于由于NPNNPN管集電極電位高于基極電位，管集電極電位高于基極電位，PNPPNP管集電極電位低管集電極電位低于基極電位，于基極電位，它們的組合使用可它們的組合使用可避免集電極電位的避免集電極電位的逐級(jí)升高。逐級(jí)升高。( (四四) ) 光電耦合放大電路光電耦合放大電路IiE1RLIoD2RLUoD1E2+-Ui兩級(jí)間利用光電耦合器來(lái)傳送信號(hào)的耦合方式稱(chēng)兩級(jí)間利用光電耦合器來(lái)傳送信號(hào)的耦合方式稱(chēng)光電耦合光電耦合。1.原理：原理：采用發(fā)光二極管和光敏

7、二極管構(gòu)成；采用發(fā)光二極管和光敏二極管構(gòu)成；輸入電壓使輸入電壓使D1發(fā)光；發(fā)光；光使光使D2產(chǎn)生電流，輸出產(chǎn)生電流，輸出Uo2.2.光電耦合的特點(diǎn)：光電耦合的特點(diǎn)：抗干擾性強(qiáng)。（干擾信號(hào)不能產(chǎn)生持續(xù)的電流、密封、抗干擾性強(qiáng)。（干擾信號(hào)不能產(chǎn)生持續(xù)的電流、密封、單相傳輸、輸入輸出不共地解決地線(xiàn)干擾）單相傳輸、輸入輸出不共地解決地線(xiàn)干擾）6.3 多級(jí)放大電路的分析方法多級(jí)放大電路的分析方法Au1第一級(jí)第一級(jí)Au2第二級(jí)第二級(jí)Aun末末 級(jí)級(jí)uiuo1RLRSuousuo2ui2uiniiiouuAu nuuuuuuuuioi3o32i2oi1o. = Au1Au2 AunAu1(dB) = Au1

8、 (dB) + Au2 (dB) + + Aun (dB) 考慮級(jí)與級(jí)之間的相互影響，計(jì)算各級(jí)電壓放大考慮級(jí)與級(jí)之間的相互影響，計(jì)算各級(jí)電壓放大倍數(shù)時(shí)，應(yīng)把后級(jí)的輸入電阻作為前級(jí)的負(fù)載處理倍數(shù)時(shí)，應(yīng)把后級(jí)的輸入電阻作為前級(jí)的負(fù)載處理!（1）放大倍數(shù)的計(jì)算）放大倍數(shù)的計(jì)算（2）輸入和輸出電阻的計(jì)算）輸入和輸出電阻的計(jì)算多級(jí)放大電路的輸入電阻為多級(jí)放大電路的輸入電阻為第一級(jí)第一級(jí)放大電路的輸入電阻。放大電路的輸入電阻。多級(jí)放大電路的輸出電阻為多級(jí)放大電路的輸出電阻為最后一級(jí)最后一級(jí)放大電路的輸出電阻。放大電路的輸出電阻。多級(jí)放大電路電壓增益的計(jì)算多級(jí)放大電路電壓增益的計(jì)算求分立元件多級(jí)放大電路電壓

9、增益有兩種方法求分立元件多級(jí)放大電路電壓增益有兩種方法: :(1).(1).輸入電阻法輸入電阻法: :將后一級(jí)的輸入電阻作為前一級(jí)的負(fù)載，將后一級(jí)的輸入電阻作為前一級(jí)的負(fù)載，即將第二級(jí)的輸入電阻與第一級(jí)集電極負(fù)載電阻并聯(lián)。即將第二級(jí)的輸入電阻與第一級(jí)集電極負(fù)載電阻并聯(lián)。多級(jí)放大電路的增益：多級(jí)放大電路的增益： n1=iin321AAAAAA(2).(2).開(kāi)路電壓法開(kāi)路電壓法: :將后一級(jí)與前一級(jí)開(kāi)路，計(jì)算前一級(jí)的開(kāi)路電壓將后一級(jí)與前一級(jí)開(kāi)路，計(jì)算前一級(jí)的開(kāi)路電壓增益和輸出電阻，并將其作為信號(hào)源內(nèi)阻加以考慮，增益和輸出電阻，并將其作為信號(hào)源內(nèi)阻加以考慮，共同作用到后一級(jí)的輸入端。共同作用到后一

10、級(jí)的輸入端?，F(xiàn)以?xún)杉?jí)放大電路為例說(shuō)明：參數(shù)如圖所示?，F(xiàn)以?xún)杉?jí)放大電路為例說(shuō)明：參數(shù)如圖所示。hfe1= hfe2 =hfe=100; UBE1=UBE2=0.7V。試計(jì)算總電壓增益。試計(jì)算總電壓增益。分別用輸入電阻法和分別用輸入電阻法和開(kāi)路電壓法計(jì)算。開(kāi)路電壓法計(jì)算。 兩級(jí)放大電路計(jì)算例兩級(jí)放大電路計(jì)算例 已知三極管的參數(shù)為已知三極管的參數(shù)為: :UCEQ1=EcIC1Rc1IE1Re1 Ec IC1(Rc1+Re1)=4.7VIE1Q=(UB1 UBE)/ Re1UB1= Ec Rb2 / (Rb1+Rb2)IB1Q= IC1Q / =9.3 AIC1Q IE1Q = 0.93mA( (一一

11、) )用輸入電阻法求電壓增益用輸入電阻法求電壓增益（1）求靜態(tài)工作點(diǎn)）求靜態(tài)工作點(diǎn)V26. 71 . 593. 012c1CQ1cB2C1RIEUUEQ2CQ2E2e2/4.54/3.9 1.16mAIIURC2CQ2c21.16 4.35VUIRE2C11BE20.935.10.24.54VcUIRUCEQ2E2C212 4.54 52.46VcUEUU （2 2）求電壓增益）求電壓增益先計(jì)算三極管的輸入電阻先計(jì)算三極管的輸入電阻: :ie1bbe1ie2bbe226(mV)26=(1)300 1013.1k(mA)0.9326(mV)26=(1)300 1012.56k(mA)1.16fe

12、fehrhIhrhI再計(jì)算電壓增益再計(jì)算電壓增益: :ie2i2ie1i2c1U1; 3 .581 . 3) 8 . 2/1 . 5 (100)/(=hRhRRhAfe式中c2LU2ie2(/ /)100 4.3=1682.56fehRRAh UU1U258.3 ( 168)9794AA A 如求從如求從US算起的電壓增益，需計(jì)算第一級(jí)的輸入電阻算起的電壓增益，需計(jì)算第一級(jí)的輸入電阻Ri1 =hie1 / Rb1 / Rb2 =3.1/51/20 =3.1/14.4=2.55ki1US1U1si1USUS1U22.55=( 58.3)41.9+1 2.5541.9 ( 168)7039RAAR

13、 RAAA ( (二二) ) 用開(kāi)路電壓法求電壓增益用開(kāi)路電壓法求電壓增益 第一級(jí)的開(kāi)路電壓增益第一級(jí)的開(kāi)路電壓增益5 .1641 . 31 . 5100=ie1c1U1hRhAfec1o1RRc2i2U2o1i2ie2=2.56100 4.35.1 2.562.5656feh RRARRhUUO1U2=( 164.5) ( 56)9212AAA 因此：因此：如圖所示的兩級(jí)電壓放大電路，如圖所示的兩級(jí)電壓放大電路，已知已知1= 2 =50, T1和和T2均為均為3DG8D。 RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+B1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.

14、5k 510 10k oU.Ui.（1 1）求各級(jí)電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)）求各級(jí)電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù) 994 022 950)(1322 9)501 ()1 ()1 (L111beL111u.RrRA 2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_2ER Ui.oU.o1U. 1851. 050)(179. 11050)1 (2E2be22C2 RrRAu 總電壓放大倍數(shù)總電壓放大倍數(shù)9 . 1718)(994. 021 uuuAAA2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_2ER Ui.oU

15、.o1U.2ir1iirr 2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_2ER Ui.oU.o1U. 由微變等效電路可知，放大電路的輸入電阻由微變等效電路可知，放大電路的輸入電阻 ri 等等于第一級(jí)的輸入電阻于第一級(jí)的輸入電阻ri1。第一級(jí)是射極輸出器，它。第一級(jí)是射極輸出器，它的輸入電阻的輸入電阻ri1與負(fù)載有關(guān)，而射極輸出器的負(fù)載即與負(fù)載有關(guān)，而射極輸出器的負(fù)載即是第二級(jí)輸入電阻是第二級(jí)輸入電阻 ri2。 k58. 196. 0265120026)1(200Ebe2 Ir k 14)1 (/E2be2B2B12 RrRRri k 22. 9k14271427/i2E1L1 rRR2ir2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_2ER Ui.oU.o1U. k 349 02650)(120026) (1200rE11be1 .I k 320)1 (/L1be1B1i1i RrRrr 2oorr k10C2o2o Rrr2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_2ER Ui.oU