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1、第一節(jié)第一節(jié) 放大器的基本概念放大器的基本概念第二節(jié)第二節(jié) 晶體管基本放大電路晶體管基本放大電路第三節(jié)第三節(jié) 場效應管放大電路場效應管放大電路第四節(jié)第四節(jié) 多級放大器多級放大器 第五節(jié)第五節(jié) 差動放大電路差動放大電路第六章第六章 基本放大電路基本放大電路返回主目錄返回主目錄一、放大器的功能一、放大器的功能 放大器的功能是把微弱的電信號放大成較強的電信號。放大器的功能是把微弱的電信號放大成較強的電信號。例如擴音機就是放大器的典型應用,如圖例如擴音機就是放大器的典型應用,如圖6-1所示所示 圖圖6-1 擴音機工作示意圖擴音機工作示意圖 如圖如圖6-2所示的簡易路燈自動開關裝置。所示的簡易路燈自動開
2、關裝置。 圖圖6-2 簡易路燈自動開關電路簡易路燈自動開關電路 圖圖6-3 晶體管在電路中的三種基本連接方式晶體管在電路中的三種基本連接方式 放大電路的核心是晶體管,晶體管的三個電極可分別作放大電路的核心是晶體管,晶體管的三個電極可分別作為輸入信號和輸出信號的公共端,所以就有共發(fā)射極、共集電為輸入信號和輸出信號的公共端,所以就有共發(fā)射極、共集電極和共基極三種接法,如圖極和共基極三種接法,如圖6-3所示。所示。 二、放大電路的要求二、放大電路的要求(1)有一定的輸出功率)有一定的輸出功率 (2)具有足夠的放大倍數)具有足夠的放大倍數 (3)失真要?。┦д嬉?(4)工作要穩(wěn)定)工作要穩(wěn)定 三、放
3、大電路的電壓、電流符號規(guī)定三、放大電路的電壓、電流符號規(guī)定1)直流分量用大寫字母和大寫下標表示,)直流分量用大寫字母和大寫下標表示,如如 、 、 、 、 。2)交流分量用小寫字母和小寫下標表示,)交流分量用小寫字母和小寫下標表示,如如 、 、 、 、 。3)總的值(瞬時值)用小寫字母和大寫下標表示,)總的值(瞬時值)用小寫字母和大寫下標表示, 如如 、 、 、 、 。BICIEIBEUCEUbicieibeuceuBiCiBEuCEuEi1電路組成電路組成第二節(jié)第二節(jié) 晶體管基本放大電路晶體管基本放大電路 一、共射基本一、共射基本放大放大電路的工作原理電路的工作原理圖圖6-4 共發(fā)射極基本放大
4、電路共發(fā)射極基本放大電路 2電路分析電路分析(1)直流通路)直流通路 令交流輸入信號令交流輸入信號 0,電容,電容 和和 有有隔斷直流的作用,所以隔斷直流的作用,所以開路。據此畫出圖開路。據此畫出圖6-4的的直流通路如圖直流通路如圖6-5所示。所示。iu1C2C直流通路的畫法直流通路的畫法直流通路的作用直流通路的作用1)為電路實現能量轉換提供電能。)為電路實現能量轉換提供電能。2)使電路獲得合)使電路獲得合適的靜態(tài)工作點。適的靜態(tài)工作點。交流通路的畫法交流通路的畫法 令直流電源令直流電源 0,即將電源正極與地線短即將電源正極與地線短接。在電容接。在電容 和和 的值較大時,它們對交的值較大時,它
5、們對交流信號呈現的容抗很小,流信號呈現的容抗很小,可以忽略不計,所以用可以忽略不計,所以用短路代替。據此畫出圖短路代替。據此畫出圖6-4的交流通路如圖的交流通路如圖6-6所示。所示。CCU1C2C交流通路的作用交流通路的作用將微弱的輸入信號,按一定要求放大后,從輸出端輸出。將微弱的輸入信號,按一定要求放大后,從輸出端輸出。(2)交流通路)交流通路 圖圖6-7 放大器的電壓、電流波形放大器的電壓、電流波形(3)放大原理分析)放大原理分析 (4)各元件的作用)各元件的作用 1)晶體管晶體管V 放大電路的核心,起電流放大作用,反映晶體放大電路的核心,起電流放大作用,反映晶體管的電流控制作用。管的電流
6、控制作用。 2)直流電源直流電源 使晶體管的發(fā)射結正偏,集電結反偏,確使晶體管的發(fā)射結正偏,集電結反偏,確保晶體管工作在放大狀態(tài)。它又是整個放大電路的能量提供者。保晶體管工作在放大狀態(tài)。它又是整個放大電路的能量提供者。 CCU3) 集電極電阻集電極電阻 將晶體管的集電極電流變換成集電極電壓將晶體管的集電極電流變換成集電極電壓( )。)。 CCCCCERiUuCR4)基極偏置電阻)基極偏置電阻 決定靜態(tài)基極電流的大小。也稱偏置決定靜態(tài)基極電流的大小。也稱偏置電流,故稱為偏置電阻。電流,故稱為偏置電阻。 BR5)電容)電容 和和 (1)隔斷直流,使靜態(tài)工作點不受信號源)隔斷直流,使靜態(tài)工作點不受信
7、號源和輸出端負載的影響;(和輸出端負載的影響;(2)傳送交流信號,電容量足夠大時,)傳送交流信號,電容量足夠大時,容抗很小,近似為短路,故稱為耦合電容。容抗很小,近似為短路,故稱為耦合電容。1C2C二、共射基本放大電路的靜態(tài)工作點二、共射基本放大電路的靜態(tài)工作點放大器的工作狀態(tài):放大器的工作狀態(tài):靜態(tài)和動態(tài)。靜態(tài)和動態(tài)。靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點Q: 放大電路在靜態(tài)時,晶體管各極電壓和電流值放大電路在靜態(tài)時,晶體管各極電壓和電流值(主要指(主要指 、 、 )。)。 BQICQICEQU動態(tài):動態(tài):放大電路有交流信號輸入,電路中的電壓、電流隨輸入放大電路有交流信號輸入,電路中的電壓、電流隨輸入信號作相
8、應變化的狀態(tài)。信號作相應變化的狀態(tài)。 靜態(tài):靜態(tài):無交流信號輸入時,電路中的電壓、電流都不變的狀態(tài)。無交流信號輸入時,電路中的電壓、電流都不變的狀態(tài)。結論:結論: 靜態(tài)工作點的設置是否合理,直接影響著放大電路靜態(tài)工作點的設置是否合理,直接影響著放大電路的工作狀態(tài),它的穩(wěn)定也影響著放大電路的穩(wěn)定性。的工作狀態(tài),它的穩(wěn)定也影響著放大電路的穩(wěn)定性。 靜態(tài)工作點對放大器的影響靜態(tài)工作點對放大器的影響B(tài)IBIbi 若若 設置較小,在輸入信號為負半周時,交流信號所產設置較小,在輸入信號為負半周時,交流信號所產生的生的 與直流量與直流量 疊加后,很容易使晶體管進入截止區(qū)而疊加后,很容易使晶體管進入截止區(qū)而失
9、去放大作用,如失去放大作用,如圖圖6-8b所示;所示; BIbiBICiCEu 若若 設置較大,在輸入信號為正半周時,設置較大,在輸入信號為正半周時, 與與 疊加后,疊加后,使使 很大,很大, 很?。ù藭r集電結仍正偏),這樣很容易使很?。ù藭r集電結仍正偏),這樣很容易使晶體管進入飽和區(qū)而失去放大作用,如晶體管進入飽和區(qū)而失去放大作用,如圖圖6-8d所示。所示。 當工作點設置適當時,將會得到如當工作點設置適當時,將會得到如圖圖6-8c所示的波形。所示的波形。圖圖6-8 靜態(tài)工作點對波形的影響靜態(tài)工作點對波形的影響a) 輸入信號輸入信號 b) 很小很小 c) 適當適當 d) 很大很大三、共射基本放
10、大電路的參數估算三、共射基本放大電路的參數估算1靜態(tài)分析靜態(tài)分析靜態(tài)分析主要是確定放大電路的靜態(tài)分析主要是確定放大電路的靜態(tài)工作點,圖靜態(tài)工作點,圖6-4 所示的放大所示的放大電路的直流通路如圖電路的直流通路如圖6-9所示。所示。bBEQCCBQRUUI (6-1) bCCBQRUI CCQCCCEQRIUU (6-2) (6-3) BQCQII (6-4) 圖圖6-9 直流通路直流通路 2動態(tài)分析動態(tài)分析 微變等效電路法微變等效電路法又稱小信號分析法,它將晶體管在靜態(tài)又稱小信號分析法,它將晶體管在靜態(tài)工作點附近進行線性化,然后用一個線性模型來等效,如圖工作點附近進行線性化,然后用一個線性模型
11、來等效,如圖6-10d所示。所示。 動態(tài)分析主要確定放大電路的動態(tài)分析主要確定放大電路的電壓放大倍數、輸入電阻電壓放大倍數、輸入電阻和和輸出電阻輸出電阻等。等。 有輸入信號時,晶體管的各個電流和電壓瞬時值都含有有輸入信號時,晶體管的各個電流和電壓瞬時值都含有直流分量和交流分量,而放大,只考慮其中的交流分量。直流分量和交流分量,而放大,只考慮其中的交流分量。 動態(tài)分析最基本的方法是微變等效電路法。動態(tài)分析最基本的方法是微變等效電路法。圖圖6-10 晶體管的微變等效電路晶體管的微變等效電路 (1)晶體管的微變等效電路)晶體管的微變等效電路 微變等效電路法又稱小信號分析法,它將晶體管在靜態(tài)工微變等效
12、電路法又稱小信號分析法,它將晶體管在靜態(tài)工作點附近進行線性化,然后用一個線性模型來等效,如圖作點附近進行線性化,然后用一個線性模型來等效,如圖6-10所示。所示。BBEbeIUr 當當 為常數時為常數時 CEU式中,式中, 稱為晶體管的輸入電阻,在小信號工作條件下,稱為晶體管的輸入電阻,在小信號工作條件下, 是一個常數,因此晶體管的輸入電路可用來是一個常數,因此晶體管的輸入電路可用來 等效,如圖等效,如圖6-10d所示。所示。berberber 由圖由圖6-10b可以看出晶體管的輸入特性曲線是非線性的,可以看出晶體管的輸入特性曲線是非線性的,但在輸入小信號時,選擇合適的但在輸入小信號時,選擇合
13、適的Q點,則點,則Q點附近的工作段可點附近的工作段可近似為直線。近似為直線。 低頻小功率的低頻小功率的 可用下式估算可用下式估算berCQBQbemV26300mV26300IIr (6-5) 式中,式中, 稱為晶體管的輸入電阻稱為晶體管的輸入電阻( ); 、 、 分別分別是基極、集電極、發(fā)射極電流的靜態(tài)值是基極、集電極、發(fā)射極電流的靜態(tài)值(mA)。berBQICQIEQI 圖圖6-10c所示是晶體管輸出特性曲線,在線性工作區(qū)是一所示是晶體管輸出特性曲線,在線性工作區(qū)是一組近似等距離平行的直線。組近似等距離平行的直線。 為常數時為常數時 CEUbcBCiiII (6-6) 值就是晶體管共射極電
14、流放大系數。在小信號工作條件值就是晶體管共射極電流放大系數。在小信號工作條件下,下,是一個常數,它代表晶體管的電流控制作用,晶體管是一個常數,它代表晶體管的電流控制作用,晶體管輸出回路用受控恒流源輸出回路用受控恒流源 來代替,如圖來代替,如圖6-10d所示。所示。BCii (2)放大電路的微變等效電路)放大電路的微變等效電路 圖圖6-11a所示是放大電路的交流通路。把交流通路中的晶所示是放大電路的交流通路。把交流通路中的晶體管用其微變等效電路代替,即得到放大電路的微變等效電體管用其微變等效電路代替,即得到放大電路的微變等效電路,如圖路,如圖6-11b所示。所示。圖圖6-11 共射基本放大電路的
15、等效電路共射基本放大電路的等效電路 a)交流通路)交流通路 b)微變等效電路)微變等效電路 放大電路輸出電壓與輸入電壓的比值放大電路輸出電壓與輸入電壓的比值叫作電壓放大倍數,定義為叫作電壓放大倍數,定義為ioUUAu bebirIU beLiorRUUAu (6-7) 式中式中, 負號表示輸出電壓與輸入電壓反相。如果電路中輸出負號表示輸出電壓與輸入電壓反相。如果電路中輸出端開路(端開路( = ),則),則LRbeCrRAu LbCLco)/(RIRRIU (3)交流參數的計算)交流參數的計算uA1)電壓放大倍數)電壓放大倍數 放大電路對信號源(或前一級放大電路)放大電路對信號源(或前一級放大電
16、路)而言,是一個負載,可以用一個動態(tài)電阻來等效,這個動態(tài)而言,是一個負載,可以用一個動態(tài)電阻來等效,這個動態(tài)電阻就是放大電路的輸入電阻電阻就是放大電路的輸入電阻 。其定義為。其定義為iriiiIUr biRr ber (6-8)(6-9) beirr 一般一般 bRberir2)輸入電阻)輸入電阻 輸出電阻越小,帶負載能力越強。輸出電阻越小,帶負載能力越強。 IUr o 放大電路對負載(或后一級放大電路)而放大電路對負載(或后一級放大電路)而言,是一個信號源,其內阻即為放大電路的輸出電阻言,是一個信號源,其內阻即為放大電路的輸出電阻 。它。它是一個動態(tài)電阻。在輸入信號短路(是一個動態(tài)電阻。在輸
17、入信號短路( =0)和輸出端開路)和輸出端開路( = )的條件下,在輸出端加上電壓)的條件下,在輸出端加上電壓 ,若產生的電,若產生的電流為流為 ,則,則orIULRiUI0i U因為因為0b I0c I所以所以orCR= (6-10)故故or3)輸出電阻)輸出電阻U 圖圖6-12 所示為共射放大電路,試畫出它的直流通路,所示為共射放大電路,試畫出它的直流通路,求靜態(tài)工作點,畫出它的微變等效電路,計算其電壓放大倍求靜態(tài)工作點,畫出它的微變等效電路,計算其電壓放大倍數、輸入輸出電阻。數、輸入輸出電阻。圖圖6-12 共發(fā)射極放大電路共發(fā)射極放大電路 例例6-1 (1) 放大電路的直流通路如圖放大電
18、路的直流通路如圖6-13a所示,其靜態(tài)工作點所示,其靜態(tài)工作點 mA04. 010300V123bCCBQ RUI圖圖6-13amAmA5 . 104. 038BQCQ II V64k1.5mA-V12CCQCCCEQ RIUU解解(2)放大電路的微變等效電路如圖)放大電路的微變等效電路如圖6-13b所示,其交流參數所示,其交流參數如下:如下: k1960beirr k4CoRr k2k4444LCLCLRRRRR761238beL rRAu k1960)5 . 12638300(mV26300CQbeIr 圖圖6-13b四、靜態(tài)工作點穩(wěn)定的分壓式偏置電路四、靜態(tài)工作點穩(wěn)定的分壓式偏置電路 基
19、本共射極放大電路的特點基本共射極放大電路的特點: 優(yōu)點優(yōu)點:結構簡單,電壓和電流放大作用都比較大,:結構簡單,電壓和電流放大作用都比較大, 缺點缺點:靜態(tài)工作點不穩(wěn)定。:靜態(tài)工作點不穩(wěn)定。 靜態(tài)工作點不穩(wěn)定原因靜態(tài)工作點不穩(wěn)定原因:電源電壓波動、電路參數變化、:電源電壓波動、電路參數變化、晶體管老化等,但主要原因是晶體管特性參數(晶體管老化等,但主要原因是晶體管特性參數( 、 )隨溫度變化造成的。)隨溫度變化造成的。 BEUCBOI 例例如,當溫度升高時,對于同樣的如,當溫度升高時,對于同樣的 ,輸出特性曲線,輸出特性曲線將上移。嚴重時,將使晶體管進入飽和區(qū)而失去放大能力。實將上移。嚴重時,將
20、使晶體管進入飽和區(qū)而失去放大能力。實用的分壓式偏置電路如圖用的分壓式偏置電路如圖6-14。BQI圖圖6-14 分壓式偏置電路分壓式偏置電路 分壓偏置電路的特點分壓偏置電路的特點(1)基極電位穩(wěn)定。)基極電位穩(wěn)定。一般一般 很小,很小, , , BQI1IBQI21II b2b1CCb2BRRURV (6-11) (2)工作點穩(wěn)定:)工作點穩(wěn)定:利用發(fā)射極電阻來獲得反映電流變化的信利用發(fā)射極電阻來獲得反映電流變化的信號,反饋到輸入端,實現工作點的穩(wěn)定。其過程為號,反饋到輸入端,實現工作點的穩(wěn)定。其過程為( C) TCQIEVBEUBQICQI通常通常 ,所以發(fā)射極電流,所以發(fā)射極電流BVBEUe
21、BeBEBERVRUVI (6-12) 式(式(6-11)、式)、式 (6-12)分別說明了分別說明了 和和 是穩(wěn)定的,基本上是穩(wěn)定的,基本上不隨溫度而變,而且也基本上與管子的參數不隨溫度而變,而且也基本上與管子的參數無關。無關。BVEI 在圖在圖6-14中,已知中,已知 , , , , ,晶體管,晶體管 的,的,試計算:試計算: (1) 靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點 (2)輸入電阻)輸入電阻 、輸出電阻、輸出電阻 和電壓放大倍數和電壓放大倍數 。V12CC U k2ecRR k201bR k10b2R k2LR40 iroruA圖圖6-14 分壓式偏置電路分壓式偏置電路 例例6-2圖圖6-15 直流
22、通路直流通路 (1)畫直流通路如圖)畫直流通路如圖6-15a所示。所示。由式(由式(6-11)、式()、式(6-12)可得)可得mA2mA2)2010(1210)(Veb2b1CCb2eBEQ RRRURRImA2EQCQ IImA05. 0mA402CQBQ IIV4V)22(2V12)(eCCQCCCEQ RRIUU解解(2)畫微變等效電路如圖)畫微變等效電路如圖6-15b,圖圖6-15 微變等效電路微變等效電路 82005. 026300mV26300BQbeIr 820/bebeb2b1irrRRr k2CoRr k1k2222/LCLRRR49820101403beL rRAu 五、
23、射極輸出器五、射極輸出器圖圖6-16 射極輸出器射極輸出器 圖圖6-16 是共集電極放大電路。該電路從發(fā)射極輸出信號,是共集電極放大電路。該電路從發(fā)射極輸出信號,故又稱為射極輸出器。故又稱為射極輸出器。1靜態(tài)分析靜態(tài)分析 據圖據圖6-16畫出直流通路如圖畫出直流通路如圖6-17a 所示。所示。圖圖6-17 直流通路直流通路eEQBEQbBQCCRIURIU ebBEQCCBQ)1(RRUUI 1beBEQCCEQCQRRUUIIeEQCCCEQRIUU 射極輸出器中的電阻 射極輸出器中的電阻射極輸出器中的電阻 同樣具有穩(wěn)定工作點的作用,同樣具有穩(wěn)定工作點的作用,其作用過程如下:其作用過程如下:
24、eR ( C) 即即 TCQIEQIeEQRIEQUBEUBQICQI上述過程說明上述過程說明射極輸出器的工作點是穩(wěn)定的。射極輸出器的工作點是穩(wěn)定的。2動態(tài)分析動態(tài)分析(1)電壓放大倍數)電壓放大倍數 uALbo)1(RIU Lbebi)1(RrIU LeL/ RRR 1 (6-13) 圖圖6-17 微變等效電路微變等效電路 畫微變等效電路如圖畫微變等效電路如圖6-17b。LbeLio)1()1(RrRUUAu 1 (6-13) eIbIbCII 射極跟隨器,簡稱跟隨器。射極跟隨器,簡稱跟隨器。(2)輸入電阻)輸入電阻 iribi/rRr LbebLbbebbii)1()1(RriRiriiu
25、r Lbebi)1(/RrRr 式中,。LeL/ RRR 式中,式中, 。圖圖6-17 微變等效電路微變等效電路 eIbIbCII 射極輸出器的輸入電阻較高,可達幾十千歐到幾百千歐。射極輸出器的輸入電阻較高,可達幾十千歐到幾百千歐。(3)輸出電阻)輸出電阻 or令令 =0 ,畫圖如下。,畫圖如下。SU 1)/(/bbeeoeoRRrRrRrS(6-15) 1)/(bbeoRRrrS式中,式中, 為信號源內阻(通常較?。?。上式表明射極輸出器為信號源內阻(通常較小)。上式表明射極輸出器的輸出電阻的輸出電阻 較小,通常為幾歐至幾百歐。較小,通常為幾歐至幾百歐。SRor3射極輸出器的射極輸出器的應用應
26、用(1)用于高輸入電阻的輸入級)用于高輸入電阻的輸入級 (2)用于低輸出電阻的輸出級)用于低輸出電阻的輸出級(3)用于兩級共射放大電路之間的隔離級)用于兩級共射放大電路之間的隔離級射極輸出器的特點射極輸出器的特點 靜態(tài)工作點穩(wěn)定。靜態(tài)工作點穩(wěn)定。 輸出電壓與輸入電壓同相且略小于輸入電壓,即電壓放輸出電壓與輸入電壓同相且略小于輸入電壓,即電壓放大倍數略小于大倍數略小于1。 輸入電阻高,可達幾十千歐到幾百千歐。輸入電阻高,可達幾十千歐到幾百千歐。 輸出電阻低,一般為幾歐至幾百歐。輸出電阻低,一般為幾歐至幾百歐。 第三節(jié)第三節(jié) 場效應管放大電路場效應管放大電路一、共源極放大電路的組成及各元件作用一、
27、共源極放大電路的組成及各元件作用1組成組成圖圖6-18 分壓式自偏壓電路分壓式自偏壓電路 2各元件的作用各元件的作用V:場效應管,電壓控制元件,由柵源電壓控制漏極電流。:場效應管,電壓控制元件,由柵源電壓控制漏極電流。 、 :分壓電阻,使柵極獲得合適的工作電壓,改變:分壓電阻,使柵極獲得合適的工作電壓,改變 的阻值可調整放大電路的靜態(tài)工作點。的阻值可調整放大電路的靜態(tài)工作點。 1GRG2R1GR :漏極負載電阻,作用相當于晶體管放大電路的集電極負:漏極負載電阻,作用相當于晶體管放大電路的集電極負載電阻載電阻 ,可將漏極電流,可將漏極電流 轉換為輸出電壓轉換為輸出電壓 。 DRCRDIou :源
28、極電阻,不僅決定柵源偏壓:源極電阻,不僅決定柵源偏壓 ,同時還可穩(wěn)定靜,同時還可穩(wěn)定靜態(tài)工作點。態(tài)工作點。SRGSU :源極旁路電容,消除對交流信號的衰減作用。:源極旁路電容,消除對交流信號的衰減作用。 SC : 阻值很大,用以減小阻值很大,用以減小 、 對交流信號的分流對交流信號的分流作用,以保持較高的輸入電阻。作用,以保持較高的輸入電阻。 G3RG3R1GRG2R 、 :耦合電容,起隔斷直流、耦合交流信號的作用。:耦合電容,起隔斷直流、耦合交流信號的作用。 1C2C圖圖6-19 自偏壓放大電路自偏壓放大電路 耗盡型管在耗盡型管在 =0時,也有漏極電流時,也有漏極電流 流過流過 形成形成 (
29、 )壓降,)壓降,該電壓降為負偏該電壓降為負偏壓壓 ,使,使管子工作于放大狀態(tài)。管子工作于放大狀態(tài)。 GSUDISRSSRIDSII SSGSRIU 圖圖6-20 場效應管自偏置電路應用實例場效應管自偏置電路應用實例 圖圖6-20為簡易送話器前置放大電路。為簡易送話器前置放大電路。N溝道耗盡型溝道耗盡型圖圖6-21 場效應管微變等效電路場效應管微變等效電路 二、動態(tài)參數的估算二、動態(tài)參數的估算1場效應管的微變等效電路場效應管的微變等效電路輸入電阻很大,可看成在輸輸入電阻很大,可看成在輸入端加上一個入端加上一個開路電壓開路電壓 GSU輸出回路是被輸出回路是被 控制的控制的電流源電流源 GSUGS
30、mUg2放大電路微變等效電路放大電路微變等效電路圖圖6-22 微變等效電路微變等效電路 由場效應管的微變等效電路和圖由場效應管的微變等效電路和圖6-18共源放大電路的交流共源放大電路的交流通路可得圖通路可得圖6-22微變等效電路。微變等效電路。(1)電壓放大倍數)電壓放大倍數 LimLGSmLDDo)/(RUgRUgRRIU mugRUUALio (2)輸入電阻)輸入電阻 )/(G21GG3iRRRr G3iRr DoRr (3)輸出電阻)輸出電阻 由圖由圖6-22可知可知 LDL/ RRR 式中,負號表示輸出電壓與輸入電壓反相,式中,負號表示輸出電壓與輸入電壓反相, ( / ) G3RG1R
31、2GR第四節(jié)第四節(jié) 多級放大器多級放大器圖圖6-23 用作音頻功放的多級放大器組成方框圖用作音頻功放的多級放大器組成方框圖 一、級間耦合方式及特點一、級間耦合方式及特點1阻容耦合阻容耦合圖圖6-24 兩級阻容耦合放大器兩級阻容耦合放大器 特點:靜態(tài)工作點特點:靜態(tài)工作點相互沒有影響相互沒有影響 優(yōu)點:體積小、重量輕優(yōu)點:體積小、重量輕缺點:不能傳送直流信號,不缺點:不能傳送直流信號,不適合傳送變化緩慢的信號適合傳送變化緩慢的信號2直接耦合直接耦合圖圖6-25 兩級直接耦合方式兩級直接耦合方式 特點特點:既能放大交流信號,:既能放大交流信號,還能放大直流信號或變化緩還能放大直流信號或變化緩慢的信
32、號慢的信號 缺點缺點:各級的靜態(tài)工作點各級的靜態(tài)工作點互相影響,溫度造成的直互相影響,溫度造成的直流工作點的漂移會被逐級流工作點的漂移會被逐級放大,溫漂較大。放大,溫漂較大。 圖圖6-26 變壓器耦合方式變壓器耦合方式 3變壓器耦合方式變壓器耦合方式優(yōu)點優(yōu)點:阻抗、電壓和:阻抗、電壓和電流的變換電流的變換 缺點缺點:體積和重量都:體積和重量都較大,高頻性能差、較大,高頻性能差、價格高,不能傳送變價格高,不能傳送變化緩慢的或直流信號?;徛幕蛑绷餍盘枴?光電耦合光電耦合 圖圖6-27 光電耦合光電耦合 特點特點:既可傳輸交流信:既可傳輸交流信號又可傳輸直流信號,號又可傳輸直流信號,既可實現前后
33、級的電隔既可實現前后級的電隔離,又便于集成化。離,又便于集成化。二、多級放大器的分析二、多級放大器的分析1電壓放大倍數電壓放大倍數 多級放大器對被放大的信號而言,屬串聯關系。前一多級放大器對被放大的信號而言,屬串聯關系。前一級的輸出信號就是后一級的輸入信號。設各級放大器放大級的輸出信號就是后一級的輸入信號。設各級放大器放大倍數依次為倍數依次為 、 、 ,所以多級放大器總的電壓放,所以多級放大器總的電壓放大倍數為各級電壓放大倍數之積,即大倍數為各級電壓放大倍數之積,即1uA2uAunAunuuuAAAA21 (6-20) 式中,式中, 、 、 為為有負載時有負載時的電壓放大倍數,其負載的電壓放大
34、倍數,其負載為相應后級的輸入電阻,為相應后級的輸入電阻, 則視具體電路而定。則視具體電路而定。1uA2uA1 unAunA 電壓放大倍數在工程中常用對數形式來表示,稱為電電壓放大倍數在工程中常用對數形式來表示,稱為電壓增益,用字母壓增益,用字母 表示,單位為分貝(表示,單位為分貝(dB),定義為),定義為uGdB)(lg20uuAG (6-21) unuuunuuuAAAAAAGlg20lg20lg20lg20dB)(2121 unuuuGGGG 21dB) (6-22) 若用分貝表示,則總增益為各級增益的代數和,即若用分貝表示,則總增益為各級增益的代數和,即所以所以2輸入電阻和輸出電阻輸入電
35、阻和輸出電阻 多級放大器的輸入電阻,多級放大器的輸入電阻,是從輸入端看進去的等效電阻,是從輸入端看進去的等效電阻,就是第一級的輸入電阻,即就是第一級的輸入電阻,即i1irr nrroo 多級放大器多級放大器輸出電阻是從輸出端看進去的等效電阻,即輸出電阻是從輸出端看進去的等效電阻,即最后一級的輸出電阻。最后一級的輸出電阻。圖圖6-28 單管共射極放大單管共射極放大器非線性失真波形器非線性失真波形 3非線性失真非線性失真輸出信號波形與輸入信號波輸出信號波形與輸入信號波形之間的變異,稱為波形失形之間的變異,稱為波形失真(非線性失真)。真(非線性失真)。放大電路的靜態(tài)工作點選得放大電路的靜態(tài)工作點選得
36、不恰當或輸入信號幅度過大,不恰當或輸入信號幅度過大,使信號進入晶體管的截止區(qū)使信號進入晶體管的截止區(qū)或飽和區(qū)而造成的波形失真,或飽和區(qū)而造成的波形失真,分別稱為分別稱為截止失真截止失真或或飽和失飽和失真真。第五節(jié)第五節(jié) 差動放大電路差動放大電路直流信號直流信號:變化極為緩變化極為緩慢的信號。慢的信號。直流放大器直流放大器:用來放大直:用來放大直流信號的放大電路。流信號的放大電路。一、零點漂移一、零點漂移零點漂移零點漂移:輸入端對地短路,輸出端卻有輸出信號的現:輸入端對地短路,輸出端卻有輸出信號的現象稱為零點漂移,簡稱零漂。如圖象稱為零點漂移,簡稱零漂。如圖6-29所示。所示。 圖圖6-29 零
37、點漂移現象零點漂移現象零漂的主要原零漂的主要原因:因:溫度變溫度變化化!抑制零漂的主要方法:抑制零漂的主要方法:采用兩只特性相同的采用兩只特性相同的晶體管接成差動放大晶體管接成差動放大器。器。 圖圖6-30 基本差動放大器基本差動放大器 二、基本差動放大器二、基本差動放大器1電路結構電路結構2抑制零漂原理抑制零漂原理 , , 具有零輸入時零輸出的特點。具有零輸入時零輸出的特點。0iD uo2o1uu 0o u溫度變化時,溫度變化時, , 。 兩管的零漂在輸出端相抵消,抑制零漂。兩管的零漂在輸出端相抵消,抑制零漂。o2o1uu 0o u特點特點:電路對稱:電路對稱3差模信號和差模放大倍數差模信號
38、和差模放大倍數差模信號:差模信號: , 。2/iDiD1uu 2/iDiD2uu 差模電壓放大倍數差模電壓放大倍數 定義為定義為DuAiDoDDuuAu (6-29) 因電路對稱,因電路對稱, ,則,則uuuAAA 21uuuuAuuAuAuuuuuA iDiD22iD11iDoD2oD1iDoDDuuAA D即即(6-30)結論:結論:基本放大器的差模放大倍數等于基本放大器的差模放大倍數等于電路中每個單管放大電路的放大倍數。電路中每個單管放大電路的放大倍數。 4共模信號和共模抑制比共模信號和共模抑制比共摸信號:共摸信號: iC2iC1iCuuu 共模電壓放大倍數定義為共模電壓放大倍數定義為iCoCCuuAu (6-31) 對完全對稱的放大器,其共模輸出電壓,則對完全對稱的放大器,其共模輸出電壓,則0oC2oC1oC uuu0C uA(6-32) 共模抑制比定義是共模抑制比定義是CDCMRuuAAK (6-33) 共模抑制比越共模抑制比越大大,對有用信號的放,對有用信號的放大能力和對無用漂移信號的抑制能大能力和對無用漂移信號的抑制能力越大,放大器的性能越力越大,放大器的性能越好好。5差模信號與共模信號共存差模信號與共模信號共存當兩個輸入端的實際輸入信號為當兩個輸入端的實際輸入
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