发布时间 : 星期三 文章三极管的用法更新完毕开始阅读875fcad3b9f3f90f76c61b60
多级放大电路的框图如图5-32所示。它通常包括输入级、中间级、推动级和输出级几个部分。
信 号 源 输入级 多级放大电路 负 中间级 推动级 输出级 载 小信号电压放大电路 功率放大电路 图5-32 多级放大电路框图 多级放大电路的第一级称为输入级，对输入级的要求往往与输入信号有关。中间级的用途是进行信号放大，提供足够大的放大倍数，常由几级放大电路组成。多级放大电路的最后一级是输出级，它与负载相接。因此对输出级的要求要考虑负载的性质。推动级的用途就是实现小信号到大信号的缓冲和转换。
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。最常用的耦合方式有三种：阻容耦合、直接耦合和变压器耦合。阻容耦合应用于分立元件多级交流放大电路中。放大缓慢变化的信号或直流信号则采用直接耦合的方式，变压器耦合在放大电路中的应用逐渐减少。本书只讨论前两种级间耦合方式。
5.6.1 阻容耦合放大电路
图5-33是两级阻容耦合共射放大电路。两级间的连接通过电容C2将前级的输出电压加在后级的输入电阻
RB1 上（即前级的负载电阻），故名阻容耦合放大电路。
由于电容有隔直作用，因此两级放大电路的直流通 C1 + 路互不相通，即每一级的静态工作点各自独立。耦合电
vi 容的选择应使信号频率在中频段时容抗视为零。多级放大电路的静态和动态分析与单级放大电路时一样。两级
+VCC RC1 RB2 RC2 + C3 T2 + C2 T1 RL vo
图5-33 阻容耦合两级放大电路 放大电路的微变等效电路如图5-34所示。
多级放大电路的电压放大倍数为各级电压放大倍数的乘积。计算各级电压放大倍数时必
须考虑到后级的输入电阻对前级的负载效应，因为后级的输入电阻就是前级放大电路的负载电阻，若不计其负载效应，各级的放大倍数仅是空载的放大倍数，它与实际耦合电路不符，这样的得出的总电压放大倍数是错误的。
ib1 vi R B1rbe1 βib1 ib2 vi2 rbe2 βib2 RC2 RB2 RC1 vO1 RL vo 图5-34 两级阻容耦合放大电路的微变等效电路 耦合电容的存在，使阻容耦合放大电路只能放大交流信号，一样只对低频信号的中频段才近似为电压放大倍数与输入信号的频率无关，并且阻容耦合多级放大电路比单级放大电路
的通频带要窄。
5-29
例5-6 图5-35（a）为一阻容耦合两级放大电路，其中 RB1=300KΩ, RE1=3KΩ, RB2=40KΩ, RC2=2KΩ, RB3=20KΩ, RE2=3.3KΩ, RL=2KΩ,VCC=12V。晶体管T1和T2的β = 50，VBE=0.7V。各电容容量足够大。求：
① 计算各级的静态工作点； ② 计算Av, ri 和 ro。
RB1 C1 + T1 + C2 vi RE1 RB3 RE2 +VCC RB1 RC2 T2 RL+ CE vo RE1 + C3 RB1 IB1 T1 V CE1 IE1 B +VCC RB2 IB2 +VCC RC2IC2 T2 VCE2 IE2 RB3 RE2 (a) 放大电路 (b) 直流通路
I?i?Ib1 ?I?b1I?b2?I?b2rbe1 V?irbe2 RB2 ?Ie1 RB1 RB3 RC2 RL?Vo ri2 ro ri RE1 (c) 微变等效电路
图5-35 例5-6的图
解：① 分别画出各级的直流通路如图5-35（b）所示，根据直流通路计算静态工作点 第一级：
IB1?VCC?VBERB1?(1??)RE1?12?0.7300?51?3?0.025(mA)
IC1Q??IB1Q?1.25(mA)IE1Q?(1??)IB1Q?1.27(mA)VCE1Q?vCC?IE1Q?RE1?12?1.27?3?8.18(V)
第二级：
VB2?RB3VCCRB2?RB3VB2?VBERE2IE2Q1???151??20?1240?204?0.73.3?4(V)?1(mA)
IE2Q?IB2Q?
?0.0196(mA)IC2Q??IB2Q?50?0.0196?0.98(mA)VCE2Q?VCC?ICQ(RC2?RE2）?12?0.98?(2?3.3)?6.8(V)
5-30
② 画出这个两级放大电路的微变等效电路如图5-35（c）所示。图中
rbe1?300?(1??)rbe2?30?(1??)26IE1Q26IE2?300?51?261.27?1.34(K?)?300?51?261
?1.63(K?)Av1?V(1??)(RE1//ri2)?o1??Vrbe1?(1??)(RE1//ri2)i51?（3//1.45）1.34?51?(3//1.45)??(RC2//RL)rbe2?式中 ri2?RB2//RB3//rbe2?40//20//1.63?1.45(K?)所以 Av1? Av2? ?0.974??30.7
?50?(2//2)1.63Av?Av1?Av2?0.974?(?30.7)??29.9 ri??Vi?RB1//[rbe1?(1??)(RE1//ri2)]?Ii
?300//[1.34?51?(3//1.45)]?43.8(K?)ro?RC2?2(K?)
5.6.2 直接耦合放大电路
放大器各级之间，放大器与信号源或负载直接连起来，或者经电阻等能通过直流的元件连接起来，称为直接耦合方式。直接耦合方式不但能放大交流信号，而且能放大变化极其缓慢的超低频信号以及直流信号。现代集成放大电路都采用
+VCC 直接耦合方式，这种耦合方式得到越来越广泛的应用。
RC2 然而，直接耦合方式有其特殊的问题，其中主要是前、后级静态工作点互相牵制与零点漂移两个问题。
1. 前、后级静态工作点的相互影响
从图5-36可见，在静态时输入信号v i =0，由于T1的
RB1 RB2 vi RC1 VC1 T1 T2 VBE2 RL vo
集电极和T2的基极直接相连使的两点电位相等，即VCE1 =
图5-36直接耦合两级放大电路 VC1 = VB2 = VBE2 = 0.7V，则晶体管T1处于临界饱和状态；
另外第一级的集电极电阻也是第二级的基极偏置电阻，因
阻值偏小，必定IB2过大使T2处于饱和状态，电路无法正常工作。为了克服这个缺点，通常
采用抬高T2管发射极电位的方法。有两种常用的改进方案，分别如图5-37所示。
图5-37（a）是利用RE2的压降来提高T2管发射极电位，来提高T1管的集电极电位，增大了T1管的输出幅度；以及减小电流IB2。但RE2的接入使第二级电路的电压放大倍数大为降低，RE2越大，RE2上的信号压降越大，电压放大倍数降低的越多，因此要进一步改进电路。
图5-37（b）是用稳压管DZ（也可以用二极管D）的端电压VZ来提高T2管的发射极电位，起到RE2的作用。但对信号而言，稳压管（或二极管）的动态电阻都比较很小，信号电流在动态电阻上产生的压降也小，因此不会引起放大倍数的明显下降。
5-31
RB1 RB2 vi RC1 VC1 T1 RC2 +VCC RB1 RC1 VC1 T1 RC2 +VCC R VBE2 T2 RL RB2 vo
vi VBE2 VZ T2 RL vo
RE2 DZ (a) 后级发射极接电阻 （b） 后级发射极接稳压管
图5-37 提高后级发射极电位的直接耦合电路
2. 零点漂移问题
在直接耦合放大电路中，若将输入端短接（让输入信号为零），在输出端接上记录仪，可发现输出端随时间仍有缓慢的无规则的信号输出，如图5-38所示。这种现象称为零点漂移。零点漂移现象严重时，能够淹没真正的输出信号，使电路无法正常工作。所以零点漂移的大小是衡量直接耦合放大器性能的一个重要指标。 vo 衡量放大器零点漂移的大小不能单纯看输出零漂电压的大小，还要看它的放大倍数。因为放大倍数越高，输出零漂电压就越大，所以零漂一般都用输出零漂电压折合到输入端来衡量，称为输入等效零漂电压。 引起零漂的原因很多，最主要的是温度对
多级直接耦 合放大电路 记录仪 t vo= 0 图5-38 零点漂移现象 晶体管参数的影响所造成的静态工作点波动，而在多级直接耦合放大器中，前级静态工作点的微小波动都能像信号一样被后面逐级放大并且输出。因而，整个放大电路的零漂指标主要由第一级电路的零漂决定，所以，为了提高放大器放大微弱信号的能力，在提高放大倍数的同时，必须减小输入级的零点漂移。因温度变化对零漂影响最大，故常称零漂为温漂。 减小零点漂移措施很多，但第一级采用差动放大电路是多级直接耦合放大电路的主要电路形式。
5.7 差动放大电路
差动放大电路是抑制零点漂移最有效的电路。因此，多级直接耦合放大电路的前置级广泛采用这种电路。
5.7.1 差动放大电路的工作情况
差动放大电路如图5-39所示，它由两个共用一个发射极电阻RE的共射放大电路组成。它具有镜像对称的特点，在理想的情况下，两只晶体管的参数对称，集电极电阻对称，基极电阻对称，而且两个管子感受完全相同的温度，因而两管的静态工作点必然相同。信号从两管的基极输入，从两管的集电极输出。
1．零点漂移的抑制
5-32