第三章多级放大电路 本章重点难点 重点:是多级放大电路的祸合方式及其特点,多级放大电路的动态参数与组成它的各 级电路的关系,差分放大电路工作原理和静态工作点、差模放大倍数、共模放大倍数、共 模抑制比、输入电阻、输出电阻的分析和估算,互补输出级的工作原理 难点:是组成多级放大电路的各级电路的输入电阻和输出电阻对多级放大电路动态参 数的影响,单端输出差分放大电路静态和动态的分析,为什么在直流信号作用时的输出电 压需用交流等效电路来分析等问题。 、知识结构 1.多级放大电路的耦合方式 (1)直接耦合 (2)阻容耦合 (3)变压耦合 (4)光电耦合 2.多级放大电路的动态分析 3.直接耦合放大电路 (1)零点漂移现象 (2)差分放大电路 (3)直接耦合输出级电路 (4)直接耦合多级放大电路 三、知识总结 3.1多级放大电路的耦合方式 单管放大电路的放大倍数一般可达几十倍或上百倍,但在实际应用中发现放大倍数还 不够大,或性能不够稳定,或者指标达不到要求。 因此在实际应用中,放大电路往往由几级组成,如想设计一个R大、r小、A大的放大 电路,则单管的达不到要求 多级放大电路之间存在一个级间连接问题,即耦合问题,其耦合方式分为四种:
- 1 - 第三章 多级放大电路 一、本章重点难点 重点：是多级放大电路的祸合方式及其特点,多级放大电路的动态参数与组成它的各 级电路的关系,差分放大电路工作原理和静态工作点、差模放大倍数、共模放大倍数、共 模抑制比、输入电阻、输出电阻的分析和估算,互补输出级的工作原理。 难点：是组成多级放大电路的各级电路的输入电阻和输出电阻对多级放大电路动态参 数的影响,单端输出差分放大电路静态和动态的分析,为什么在直流信号作用时的输出电 压需用交流等效电路来分析等问题。 二、知识结构 1.多级放大电路的耦合方式 （1）直接耦合 （2）阻容耦合 （3）变压耦合 （4）光电耦合 2. 多级放大电路的动态分析 3. 直接耦合放大电路 （1）零点漂移现象 （2）差分放大电路 （3）直接耦合输出级电路 （4）直接耦合多级放大电路 三、知识总结 3.1 多级放大电路的耦合方式 单管放大电路的放大倍数一般可达几十倍或上百倍，但在实际应用中发现放大倍数还 不够大，或性能不够稳定，或者指标达不到要求。 因此在实际应用中，放大电路往往由几级组成，如想设计一个R大、r小、A大的放大 电路，则单管的达不到要求。 多级放大电路之间存在一个级间连接问题，即耦合问题，其耦合方式分为四种：
直接耦合阻挡耦合变压器耦合光电耦合 1、直接耦合 一个放大电路的输出端与另一个放大电路的输入端直接连接的耦合方式称为直接耦 合方式。 优点:(1)低频特性好,可以放大缓慢变化的信号甚至直流信号。 (2)便于集成,因为没有大电容。 缺点:(1)Q点特性好,不便于设计和调试 (2)零点漂移 2、阻容耦合 多级放大电路之间采用电阻及电容耦合,称为阻容耦合。信号源与放大电路及负载与 放大电路可采用阻容耦合方式 优点:各级Q点相互独立(直流通路相互隔离) 缺点:(1)低频特性差,不能放大缓慢变化的信号 (2)不便于集成 3、变压器耦合 多级放大电路之间采用变压器耦合。信号源与放大电路及负载与放大电路也可采用变 压器耦合方式。 优点:(1)磁路耦合,直流道路相互独立 (2)实现阻抗匹配 缺点:(1)变压器存在,笨重 (2)不能放大缓慢信号 4、光电耦合 光电耦合器材及其传输特性如下 CTR一般只有01-—1.5,光电耦合器件几乎无放大作用 光电耦合放大电路作用:隔离噪声信号 3.2多级放大电路的动态分析 3.3直接耦合放大电路 3.31零点漂移现象
- 2 - 直接耦合 阻挡耦合 变压器耦合 光电耦合 1、直接耦合 一个放大电路的输出端与另一个放大电路的输入端直接连接的耦合方式称为直接耦 合方式。 优点：（1）低频特性好，可以放大缓慢变化的信号甚至直流信号。 （2）便于集成，因为没有大电容。 缺点：（1）Q点特性好，不便于设计和调试 （2）零点漂移 2、阻容耦合 多级放大电路之间采用电阻及电容耦合，称为阻容耦合。信号源与放大电路及负载与 放大电路可采用阻容耦合方式 优点：各级Q点相互独立（直流通路相互隔离） 缺点：（1）低频特性差，不能放大缓慢变化的信号 （2）不便于集成 3、变压器耦合 多级放大电路之间采用变压器耦合。信号源与放大电路及负载与放大电路也可采用变 压器耦合方式。 优点：（1）磁路耦合，直流道路相互独立 （2）实现阻抗匹配 缺点：（1）变压器存在，笨重 （2）不能放大缓慢信号 4、光电耦合 光电耦合器材及其传输特性如下： CTR一般只有0.1——1.5，光电耦合器件几乎无放大作用 光电耦合放大电路作用：隔离噪声信号 3.2 多级放大电路的动态分析 3.3 直接耦合放大电路 3.3.1 零点漂移现象
环境温度变化→晶体管参数变化→Q点变化 抑制温漂的必要性和方法:放大电路中有时温漂现象产生的漂移电位的大小可以与信 号电压相比,以至无法分辨它们,严重时漂移电位甚至把信号电压淹没,使放大器无法正 常工作。因此在多级放大电路中有效的抑制第一级的温漂就显得至关重要 3.32差分放大电路 差分放大电路利用参数相同的一对晶体管来进行补偿,从而有效地抑制温漂。所以, 在集成运放中常以差分放大电路作为第一级。 1.基本电路(长尾式差分放大电路) 2静态工作点的估算 3.交流性能分析 差模信号与共模信号 差模电压:大小相等,方向相反的电压或称差模信号,用u表示 共模电压:大小相等,方向相同的电压或称共模信号,用u表示 4差分放大电路的四种接法 根据输入端与输岀端接“地”情况的不同,差分放大电路有四种不同接法:1.双端输 入双端输出、2双端输入双端输岀、3.单端输λ双端输岀、4.单端输入单端输岀 333直接耦合输出级电路 对于电压放大电路的输出级一般有两个基本要求:一是输出电阻低,二是最大输出不 失真电压可能大。为此输出电压常采用互补输出电路。 334直接耦合多级放大电路 直接耦合多级放大电路一般有差分放大电路、中间级放大电路(共射、共源)、输出 级电路组成
- 3 - 环境温度变化→晶体管参数变化→Q点变化 抑制温漂的必要性和方法：放大电路中有时温漂现象产生的漂移电位的大小可以与信 号电压相比，以至无法分辨它们，严重时漂移电位甚至把信号电压淹没，使放大器无法正 常工作。因此在多级放大电路中有效的抑制第一级的温漂就显得至关重要 3.3.2 差分放大电路 差分放大电路利用参数相同的一对晶体管来进行补偿，从而有效地抑制温漂。所以， 在集成运放中常以差分放大电路作为第一级。 1.基本电路（长尾式差分放大电路） 2静态工作点的估算 3.交流性能分析 差模信号与共模信号 差模电压：大小相等，方向相反的电压 或称差模信号，用ud表示 共模电压：大小相等，方向相同的电压 或称共模信号，用uc表示 4.差分放大电路的四种接法 根据输入端与输出端接“地”情况的不同，差分放大电路有四种不同接法：1.双端输 入双端输出、2.双端输入双端输出、3.单端输入双端输出、4.单端输入单端输出 3.3.3 直接耦合输出级电路 对于电压放大电路的输出级一般有两个基本要求：一是输出电阻低，二是最大输出不 失真电压可能大。为此输出电压常采用互补输出电路。 3.3.4 直接耦合多级放大电路 直接耦合多级放大电路一般有差分放大电路、中间级放大电路（共射、共源）、输出 级电路组成