模电课件第3章用2.ppt

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第第三三版版童童诗诗白白第三章第三章多级放大电路多级放大电路3.1多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式3.3直接耦合放大电路直接耦合放大电路3.2多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析第第三三版版童童诗诗白白本章重点和考点：

本章重点和考点：

1、掌掌握握多多级级放放大大电电路路的的耦耦合合方方式式，为为集集成成电电路的学习打好基础路的学习打好基础2、掌握直接耦合放大电路中差分放大电路的组态、掌握直接耦合放大电路中差分放大电路的组态及动态参数的计算及动态参数的计算33、了解多级放大电路中的互补输出级、了解多级放大电路中的互补输出级本章教学时数：

本章教学时数：

4学时学时第第三三版版童童诗诗白白本章讨论的问题：

本章讨论的问题：

1.单管放大电路为什么不能满足多方面性能的要求？

单管放大电路为什么不能满足多方面性能的要求？

2.如何将多个单级放大电路连接成多级放大电路？

如何将多个单级放大电路连接成多级放大电路？

各种连接方式有和特点？

各种连接方式有和特点？

3.直接耦合放大电路的特殊问题是什么？

如何解决？

直接耦合放大电路的特殊问题是什么？

如何解决？

4.差分放大电路与其它基本放大电路有什么区别？

差分放大电路与其它基本放大电路有什么区别？

为什么它能抑制零点漂移？

为什么它能抑制零点漂移？

5.直接耦合放大电路输出级的特点是什么？

如何根据直接耦合放大电路输出级的特点是什么？

如何根据要求组成多级放大电路？

要求组成多级放大电路？

第三章多级放大电路第三章多级放大电路3.1多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式将将多个单级基本放大电路合理联接，构成多级放大电路多个单级基本放大电路合理联接，构成多级放大电路组成多级放大电路的每一个基本电路称为组成多级放大电路的每一个基本电路称为一级一级，级与级之间的连接称为级与级之间的连接称为级间耦合级间耦合。

四种四种常见的耦合方式常见的耦合方式：

直接耦合直接耦合阻容耦合阻容耦合变压器耦合变压器耦合光电耦合光电耦合第三章多级放大电路第三章多级放大电路3.1.1直接耦合直接耦合图图3.1.1（a）两个单管放大电路简单的直接耦合两个单管放大电路简单的直接耦合特点：

特点：

（1）低频特性好低频特性好,可以放大可以放大交流和缓慢变化及直流信号；交流和缓慢变化及直流信号；

（2）便于集成化。

便于集成化。

（3）各各级级静静态态工工作作点点Q点点互互相相影影响响；基基极极和和集集电电极极电电位位会会随随着着级级数数增增加加而而上上升；升；（4）不便于分析、设计和调试。

不便于分析、设计和调试。

（5）零点漂移（如何克服）。

零点漂移（如何克服）。

Rc1Rb1+VCC+T1+Rc2Rb2T2TT11靠近饱和区靠近饱和区第三章多级放大电路第三章多级放大电路一、一、直接耦合放大电路静态工作点的设置直接耦合放大电路静态工作点的设置改进电路改进电路（b）电电路路中中接接入入Re2，保保证证第第一一级级集集电电极极有有较较高高的的静静态态电电位位，但但第第二二级级放放大大倍数严重下降。

倍数严重下降。

改进电路改进电路（c1）稳稳压压管管动动态态电电阻阻很很小小，可可以以使使第第二二级级的的放放大大倍倍数数损损失失小小。

但但集集电电极极电电压压变变化化范范围围减减小小。

当当级级数数较较多多时，后级静态工作点不合适。

时，后级静态工作点不合适。

DZRc1Rb1+VCC+T1+Rc2RT2（c1）Rc1Rb1+VCC+T1+Rc2Re2T2（b）第三章多级放大电路第三章多级放大电路改进电路改进电路（c2）+VCCRc1Rb1+T1+Rc2Rb2T2Dz改进电路改进电路（d）可可降降低低第第二二级级的的集集电电极极电电位位，又又不不损损失失放放大大倍倍数数。

但但稳稳压压管噪声较大。

管噪声较大。

NPN管管和和PNP管管混混合合使使用用，可可获获得得合合适适的的工工作作点点。

为为经经常常采用采用的方式。

的方式。

（c2）Rc1Rb1+VCC+T1+Re2Rc2T2（d）图图3.1.1直接耦合放大电路静态工作点的设置直接耦合放大电路静态工作点的设置第三章多级放大电路第三章多级放大电路3.1.2阻容耦合阻容耦合图图3.1.2阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路C1RC1Rb1+VCCC2RL+T1+Rc2Rb2C3T2+第第一一级级第第二二级级静态工作点静态工作点Q点相互独立，便于分析、设计和调试点相互独立，便于分析、设计和调试,在分立在分立元件电路中广泛使用。

元件电路中广泛使用。

低频特性差；在集成电路中无法制造大容量电容，不便于集低频特性差；在集成电路中无法制造大容量电容，不便于集成化，尽量不用。

成化，尽量不用。

特点：

特点：

第三章多级放大电路第三章多级放大电路3.1.3变压器耦合变压器耦合图图3.1.33.1.3变压器耦合共射放大电路变压器耦合共射放大电路（a）电路电路（b）交流等效电路交流等效电路以前功率放大电路广泛采用此耦合方式。

目前基本不用。

以前功率放大电路广泛采用此耦合方式。

目前基本不用。

缺点：

低频特性差；不便于集成化；笨重。

缺点：

低频特性差；不便于集成化；笨重。

优点：

优点：

QQ点相互独立点相互独立,便于分析、设计和调试；实现阻抗变换。

便于分析、设计和调试；实现阻抗变换。

第三章多级放大电路第三章多级放大电路变压器耦合放大电路变压器耦合放大电路选选择择恰恰当当的的变变比比，可可在在负负载载上上得得到到尽尽可可能能大大的的输输出出功率。

功率。

变压器耦合放大电路变压器耦合放大电路第第二二级级VT2、VT3组组成成推推挽挽式式放放大大电电路路，信信号号正正负负半半周周VT2、VT3轮轮流导电。

流导电。

第三章多级放大电路第三章多级放大电路3.1.4光电耦合光电耦合光电耦合是以光信号为媒介来实现电信号的耦合和传递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，因而其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应用。

的，因而其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应用。

一、光电耦合一、光电耦合图图3.1.5光电耦合器及其传输特性光电耦合器及其传输特性发光元件发光元件光敏元件光敏元件第三章多级放大电路第三章多级放大电路二、光电耦合放大电路二、光电耦合放大电路目前市场上已有集成光电耦合放大电路，目前市场上已有集成光电耦合放大电路，具有较强的放大能力。

具有较强的放大能力。

第三章多级放大电路第三章多级放大电路3.2多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析一、电压放大倍数一、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，即总电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即其中，其中，n为多级放大电路的级数。

为多级放大电路的级数。

第三章多级放大电路第三章多级放大电路二、二、输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻通通常常，多多级级放放大大电电路路的的输输入入电电阻阻就就是是输输入入级级的的输输入入电电阻阻；输出电阻就是；输出电阻就是输出级的输出电阻。

输出级的输出电阻。

具具体体计计算算时时，有有时时它它们们不不仅仅仅仅决决定定于于本本级级参参数数，也也与与后级或前级的参数有关。

后级或前级的参数有关。

注意：

必须将后级输入电阻作为前级的负载；前级输注意：

必须将后级输入电阻作为前级的负载；前级输出电阻视为后级的信号源内阻。

出电阻视为后级的信号源内阻。

第三章多级放大电路第三章多级放大电路小信号等效电路小信号等效电路例例11第三章多级放大电路第三章多级放大电路二、抑制温度漂移的方法：

二、抑制温度漂移的方法：

（1）引入直流负反馈以稳定引入直流负反馈以稳定Q点；点；

（2）利用热敏元件补偿放大器的零漂；利用热敏元件补偿放大器的零漂；图图利用热敏元件补偿零漂利用热敏元件补偿零漂R2R1+VCC+T2+RcT1uIuOiC1ReRuB1（3）采用差分放大电路。

采用差分放大电路。

第三章多级放大电路第三章多级放大电路3.3.2差分放大电路差分放大电路差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路一、电路的组成一、电路的组成图图3.3.2差分放大电路的组成差分放大电路的组成（a）TRe利用射极电阻稳定利用射极电阻稳定Q点点但仍存在零点漂移问题但仍存在零点漂移问题图图3.3.2差分放大电路的组成差分放大电路的组成（b）TReuOVT的的UUCQCQ变化时，直流电变化时，直流电源源V始终与之保持一致。

始终与之保持一致。

+-第三章多级放大电路第三章多级放大电路RRb2b2RRb1b1+uI2-+uI1-VVBBBBVVBBBB采用与图（采用与图（a）所示电路参数完所示电路参数完全相同，管子特性也相同的电路全相同，管子特性也相同的电路图图3.3.2差分放大电路的组成差分放大电路的组成（c）电路以两只管子集电极电位差电路以两只管子集电极电位差为输出，可克服温度漂移。

为输出，可克服温度漂移。

共模共模信号信号输入信号输入信号uI1和和uI2大小相等，大小相等，极性相同。

极性相同。

差模信号差模信号输入信号输入信号uI1和和uI2大小相等，大小相等，极性相反。

极性相反。

差分放大电路也称为分放大电路也称为差动放大电路差动放大电路动画动画avi6-2.avi第三章多级放大电路第三章多级放大电路差分放大电路的改进图差分放大电路的改进图将将发射极电阻合二为一、发射极电阻合二为一、对差模信号对差模信号RRee相当于短路。

相当于短路。

RReeRRb1b1RRb2b2+uI1-VVBBBB-uI2+图图3.3.2差分放大电路的组成差分放大电路的组成（d）典型差分放大电路典型差分放大电路图图3.3.2差分放大电路的组成差分放大电路的组成（e）RReeRRb1b1RRb2b2+uI1-V-VEEEE-uI2+长尾式差分放大电路长尾式差分放大电路便于调节静态工作点，电便于调节静态工作点，电源和信号源能共地源和信号源能共地第三章多级放大电路第三章多级放大电路二、长尾式差分放大电路二、长尾式差分放大电路图图3.3.3长尾式差分放大电路长尾式差分放大电路RReeRRb1b1RRb2b2-V-VEEEEuI1uI2RRC2C2RRC1C11.静态分析静态分析IIE1=IIE2=（VEEUBE）22Re；UCE1=UCE2VCC+VEE（R（RCC+2R+2Re）I）IE1Uo=0；IIB1=IIB2=IIE1/（1+）由于由于RRbb较小，其上的电压降可忽较小，其上的电压降可忽略不计。

略不计。

（动画（动画avi6-1.avi）第三章多级放大电路第三章多级放大电路2.对共模信号的抑制作用对共模信号的抑制作用共模信号的输入使两管集共模信号的输入使两管集电极电压有相同的变化。

电极电压有相同的变化。

共模增益共模增益电路参数的理想对称性，温度变化时管子的电流变化完全相同，故可以电路参数的理想对称性，温度变化时管子的电流变化完全相同，故可以图图3.3.4差分放大电路输入共模信号差分放大电路输入共模信号RReeRRb1b1RRb2b2-V-VEEEE+uI1-+uI1-将温度漂移等效成共模信号将温度漂移等效成共模信号，差分放大电路对共模信号有很强的抑制作用。

，差分放大电路对共模信号有很强的抑制作用。

在在uuicic作用下，作用下，iiB1B1=i=iB2B2,iiC1C1=i=iC2C2,所以所以,u,uC1C1=u=uC2C2,双端输出：

双端输出：

抑制共模信号抑制共模信号第三章多级放大电路第三章多级放大电路2.对共模信号的抑制作用对共模信号的抑制作用共模增益共模增益射极射极电阻电阻RRee对对共模共模信号信号的负反馈的负反馈作用，抑制了每只晶体管集电极作用，抑制了每只晶体管集电极电流的变化，从而抑制集电极的电流的变化，从而抑制集电极的电位的变化。

电位的变化。

RReeRRb1b1RRb2b2-V-VEEEE+uI1-+uI1-第三章多级放大电路第三章多级放大电路3.对差模信号的放大作用对差模信号的放大作用图图3.3.5差分放大电路加差模信号（差分放大电路加差