2022-2023学年高二物理竞赛课件：多级放大电路分析

　多级放大电路分析 单级放大电路，电压放大倍数一般可达几十~几百倍，往往不能满足要求，且各项性能指标之间存在矛盾。为了获得足够高的增益或考虑输入电阻、输出电阻的特殊要求，实用放大电路通常由几级基本放大单元级联而成，构成多级放大电路。各级间的连接方式称为耦合方式。 　多级放大电路分析 三种耦合方式 阻容耦合 直接耦合 变压器耦合 　三种基本组态的比较 　大(数值同共射电路，但同相) 小(小于、近于 1 ) 大(十几 ~ 一几百) 小 大 (几十 ~ 一百以上) 大 (几十 ~ 一百以上) 电 路 组态 性能 共 射 组 态 共 集 组 态 共 基 组 态 C1 C2 VCC Rb2 Rb1 + + + + + _ _ Re Cb RL C1 Rb +VCC C2 RL  + Re + + +  C1 Rb +VCC C2 RL  + + + +  Rc 　三种基本组态的比较 频率响应 大 (几百千欧 ~几兆欧) 小 (几欧 ~ 几十欧) 中 (几十千欧~几百千欧) rce 小 (几欧 ~几十欧) 大 (几十千欧以上) 中 (几百欧~几千欧) rbe 组态 性能 共 射 组 态 共 集 组 态 共 基 组 态 差 较好 好 共射电路同时具有较大的电压放大倍数和电流放大倍数，输入电阻和输出电阻值比较适中，一般只对输入电阻、输出电阻和频率响应没有特殊要求的，均常采用。广泛用作低频电压放大电路的输入级、中间级和输出级。 共集电路的特点是电压跟随，而输入电阻很高、输出电阻很小，常被用作多级放大电路的输入级、输出级或作为隔离用的中间级。 共基电路的特点是具有很低的输入电阻，使晶体管结电容的影响不显著，频率响应得到很大改善，常用于宽频带放大器中。由于输出电阻高，也可作为恒流源。 一、阻容耦合 图 6　阻容耦合放大电路 C1 RC1 Rb1 +VCC C2 RL +  + VT1 +  + Rc2 Rb2 C3 VT2 + 第 一 级 第 二 级 4.　多级放大电路的耦合方式 优点： 　　(1) 前、后级直流电路互不相通，静态工作点相互独立； 　　(2) 选择足够大电容，可以做到前一级输出信号几乎不衰减地加到后一级输入端，使信号得到充分利用。 不足： 　　(1) 不适合传送缓慢变化的信号； 　　(2) 无法实现线性集成电路。 二、直接耦合 Rc1 Rb1 +VCC +  VT1 +  Rc2 Rb2 VT2 图 7　两个单管放大电路简单的直接耦合 特点： 　　(1) 可以放大交流和缓慢变化及直流信号； 　　(2) 便于集成化。 (3)各级静态工作点互相影响； (4)零点漂移。 1. 解决合适静态工作点的几种办法 改进电路—(a) 　　电路中接入 Re2，保证第一级集电极有较高的静态电位，但第二级放大倍数严重下降。 改进电路—(b) 　　稳压管动态电阻很小，可以使第二级的放大倍数损失小。但集电极电压变化范围减小。 VDZ Rc1 Rb1 +VCC +  VT1 +  Rc2 R VT2 (b) Rc1 Rb1 +VCC +  VT1 +  Rc2 Re2 VT2 (a) 改进电路—(c) +VCC Rc1 Rb1 +  VT1 +  Rc2 Rb2 VT2 VDz 改进电路—(d) 　　可降低第二级的集电极电位，又不损失放大倍数。但稳压管噪声较大。 　　可获得合适的工作点。为经常采用的方式。 (c) Rc1 Rb1 +VCC + VT1 +  Re2 Rc2 VT2 - (d) 图 8　直接耦合方式实例 .2　多级放大电路分析 一、电压放大倍数 总电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即 其中， n 为多级放大电路的级数。 二、 输入电阻和输出电阻 通常，多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻；输出电阻就是最后一级的输出电阻。 具体计算时，有时它们不仅仅决定于本级参数，也与后级或前级的参数有关。 例 电路如图所示，已知EＣ＝12V，Rb1＝180kΩ，Re1＝2.7kΩ，R1＝100kΩ，R2＝50kΩ，Rc2＝2kΩ，Re2＝1.6kΩ，Rs＝1kΩ，RL＝8kΩ，rbe1＝rbe2＝0.9kΩ，β1＝β2＝50，求电压放大倍数Au=UoUi、源电压放大倍数Aus=UoUs、输入电阻Ri和输出电阻Ro。 解：如图所示的两级放大器的第一级是射极跟随器，第二级是共射放大器。 （１）计算Ri $