第三章第三章 多级放大电路多级放大电路 3.1 3.1 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 3.2 3.2 3.2 3.2 多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析 3.3 3.3 3.3 3.3 差分放大电路差分放大电路 3.4 3.4 3.4 3.4 互补输出级互补输出级 3.5 3.5 3.5 3.5 直接耦合多级放大电路读图直接耦合多级放大电路读图第一级第一级 第二级第二级 第第n n n n级级 耦合耦合 多级放大器多级放大器第第3 3 3 3章章 多级放大电路多级放大电路输入输入 输出输出 放大器放大器 为什么需要多级放大电路？为什么需要多级放大电路？ 一级放大器放大倍数不够，需要多级级联；一级放大器放大倍数不够，需要多级级联； 放大倍数满足要求，输入电阻或输出电阻不满足放大倍数满足要求，输入电阻或输出电阻不满足 要求，也需要级联。要求，也需要级联。怎样级联？怎样级联？ 多级放大器性能指标如何计算？多级放大器性能指标如何计算？耦合方式？耦合方式？多级放大器级与级之间、信号源与放大器之间、放多级放大器级与级之间、信号源与放大器之间、放 大器与负载之间的连接方式，或者说信号传输方式。大器与负载之间的连接方式，或者说信号传输方式。 第一级第一级第二级第二级 第第n n n n级级耦合耦合 多级放大器多级放大器输入输入 输出输出常用的耦合方式：常用的耦合方式：直接耦合直接耦合 电容耦合（阻容耦合）电容耦合（阻容耦合） 变压器耦合变压器耦合 光电耦合等光电耦合等 第第3 3 3 3章章 多级放大电路多级放大电路既是第一级的集电极电阻，既是第一级的集电极电阻， 又是第二级的基极电阻又是第二级的基极电阻存在零点漂移现象：输入为存在零点漂移现象：输入为 零，输出产生变化的现象称为零，输出产生变化的现象称为 零点漂移零点漂移 。 当输入信号为零时，前级由当输入信号为零时，前级由 温度变化所引起的电流、电位温度变化所引起的电流、电位 的变化会逐级放大。的变化会逐级放大。第二级第二级第一级第一级直接直接 连接连接 求解求解Q Q Q Q点时应按各回路列多点时应按各回路列多 元一次方程，然后解方程组。元一次方程，然后解方程组。1 1 1 1、直接耦合、直接耦合 直接耦合是通过导线直接将后级电路与前级相连接。直接耦合是通过导线直接将后级电路与前级相连接。3.1 3.1 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式考察工作点：考察工作点： Q Q Q Q1 1 1 1合适吗？合适吗？第第1 1 1 1级靠近饱和区级靠近饱和区如何改进？如何改进？1 1 1 1、直接耦合、直接耦合3.1 3.1 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式产生零漂的主要原因是环境温度的变化，此时零漂又产生零漂的主要原因是环境温度的变化，此时零漂又 叫叫温漂温漂。当零漂幅度很大时，可能引起失真。当零漂幅度很大时，可能引起失真。通常第一级产生的零点漂移危害最大，克服的有效方法通常第一级产生的零点漂移危害最大，克服的有效方法 是第一级采用差动放大器。是第一级采用差动放大器。1 1 1 1、直接耦合、直接耦合3.1 3.1 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 不仅能放大快变的交流信号，还能放大缓变不仅能放大快变的交流信号，还能放大缓变 信号或直流信号；信号或直流信号；优点：优点：缺点：缺点： 各级静态工作点各级静态工作点Q Q Q Q不再相互独立，分析、设计不再相互独立，分析、设计 和调试困难；和调试困难；前后级的直流电平需匹配；前后级的直流电平需匹配； 存在着严重的存在着严重的“ “ “ “零点漂移零点漂移” ” ” ”现象。现象。2 2 2 2、电容电容耦合耦合Q Q Q Q点相互独立，设计、点相互独立，设计、 调试简单易行；调试简单易行；优点：优点：缺点：缺点：集成电路中通常不采用电容耦合，电容耦合在分离元集成电路中通常不采用电容耦合，电容耦合在分离元 件电路中得到广泛的应用。件电路中得到广泛的应用。3.1 3.1 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式利用电容连接信号源利用电容连接信号源 与放大电路、放大电路的与放大电路、放大电路的 前后级、放大电路与负前后级、放大电路与负 载，为电容耦合。载，为电容耦合。不能放大变化缓慢的信号，低频特性差，不易集成化。不能放大变化缓慢的信号，低频特性差，不易集成化。3 3 3 3、变压器变压器耦合耦合优点：优点： 各级静态工作点各级静态工作点Q Q Q Q也也 相互独立、互不影响；相互独立、互不影响； 可通过阻抗变换达到功率匹配。可通过阻抗变换达到功率匹配。3.1 3.1 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式22 12cLLlPPI RI R=，理想变压器情况下，负理想变压器情况下，负 载上获得的功率等于原载上获得的功率等于原 边消耗的功率。边消耗的功率。2 21 LLL2 c2()lINRRRIN=从变压器原从变压器原 边看到的等边看到的等 效电阻效电阻缺点：缺点：不能放大变化缓慢的信不能放大变化缓慢的信 号，低频特性差，不易集成化。号，低频特性差，不易集成化。光电耦合是以光信号为媒介来实现电信号的耦光电耦合是以光信号为媒介来实现电信号的耦 合和传递的，因其合和传递的，因其抗干扰能力强抗干扰能力强而得到越来越广而得到越来越广 泛的应用。泛的应用。4 4 4 4、光电光电耦合耦合光电耦合器光电耦合器是将发光元件（发光二极管）与光敏元件（光是将发光元件（发光二极管）与光敏元件（光 电三极管）相互绝缘地组合在一起。电三极管）相互绝缘地组合在一起。3.1 3.1 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式发光元件为输入回路，它将电能转化成光能；光敏元发光元件为输入回路，它将电能转化成光能；光敏元 件为输出回路，它将光能再转换成电能。件为输出回路，它将光能再转换成电能。特点特点: : : : 输入与输出电路的电气隔离，可有效地抑制电干扰。输入与输出电路的电气隔离，可有效地抑制电干扰。 在输出回路常采用复合管（也称达林顿管）形式以增大放在输出回路常采用复合管（也称达林顿管）形式以增大放 大倍数。大倍数。4 4 4 4、光电光电耦合耦合3.1 3.1 3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式后级放大器的输入电阻是前级放大器的负后级放大器的输入电阻是前级放大器的负 载，而前级放大器的输出电路是后级放大载，而前级放大器的输出电路是后级放大 器的信号源。器的信号源。3.2 3.2 3.2 3.2 多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析分析要点分析要点: : : : R R R Ro1o1o1o1+ + + +- - - -v v v vo1o1o1o1R R R Ri1 i1 i1 i1+ + + +- - - -v v v vi i i ivo1 iA v+ + + +- - - -+ + + +- - - -v v v vs s s sR R R Rs s s sR R R Ronononon+ + + +- - - -v v v vo o o oR R R RininininR R R RL L L LA A A A1 1 1 1R R R Ro2o2o2o2+ + + +- - - -v v v vo2o2o2o2R R R Ri2 i2 i2 i2vo2o1Av+ + + +- - - -A A A A2 2 2 2A A A An n n ni i i ii i i iR R R Ri i i iR R R Ro o o o+ + + +- - - -v v v vo(n-1)o(n-1)o(n-1)o(n-1)vono(n-1)Av+ + + +- - - -多级放大器多级放大器oo1o2o uu1u2un iio1o(n-1)vvvvAAAAvvvv=多级放大器电压放大倍数是在考虑了级与级之间负载多级放大器电压放大倍数是在考虑了级与级之间负载 效应后各级放大器电压放大倍数的乘积。效应后各级放大器电压放大倍数的乘积。1 1 1 1）电压放大倍数）电压放大倍数A A A Au u u uR R R Ro1o1o1o1+ + + +- - - -v v v vo1o1o1o1R R R Ri1 i1 i1 i1+ + + +- - - -v v v vi i i ivo1 iA v+ + + +- - - -+ + + +- - - -v v v vs s s sR R R Rs s s sR R R Ro2o2o2o2+ + + +- - - -v v v vo2o2o2o2R R R Ri2 i2 i2 i2vo2o1Av+ + + +- - - -R R R Ronononon+ + + +- - - -v v v vo o o oR R R Rininininvono(n-1)Av+ + + +- - - -+ + + +- - - -v v v vo(n-1)o(n-1)o(n-1)o(n-1)R R R RL L L LA A A A1 1 1 1A A A A2 2 2 2A A A An n n ni i i ii i i iR R R Ri i i iR R R Ro o o o3.2 3.2 3.2 3.2 多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析2 2 2 2） 输入电阻输入电阻R R R Ri i i i但在计算但在计算R R R Ri1 i1 i1 i1 时，要把后一级的输入电阻作为第一级的负时，要把后一级的输入电阻作为第一级的负 载电阻来考虑。即载电阻来考虑。即L1i2ii1RRRR=多级放大器的输入电阻为第一级放大器的输入电阻多级放大器的输入电阻为第一级放大器的输入电阻; ; ; ;R R R Ro1o1o1o1+ + + +- - - -v v v vo1o1o1o1R R R Ri1 i1 i1 i1+ + + +- - - -v v v vi i i ivo1 iA v+ + + +- - - -+ + + +- - - -v v v vs s s sR R R Rs s s sR R R Ro2o2o2o2+ + + +- - - -v v v vo2o2o2o2R R R Ri2 i2 i2 i2vo2o1Av+ + + +- - - -R R R Ronononon+ + + +- - - -v v v vo o o oR R R Rininininvono(n-1)Av+ + + +- - - -+ + + +- - - -v v v vo(n-1)o(n-1)o(n-1)o(n-1)R R R RL L L LA A A A1 1 1 1A A A A2 2 2 2A A A An n n ni i i ii i i iR R R Ri i i iR R R Ro o o o3.2 3