第三章 多级放大和功率放大电路 3.1 多级放大电路 3.2 放大电路的频率特性 3.3 功率放大电路 3.4 放大电路工程应用技术 3.1 多级放大电路 3.2 放大电路的频率特性 3.3 功率放大电路 3.4 放大电路工程应用技术 3.5 本章小结 返回

3.1 多级放大电路 返回

一. 多级放大电路的耦合方式 1.阻容耦合 优点： 缺点： 返回 各级放大器静态工作点独立。 输出温度漂移比较小。 不适合放大缓慢变化的信号。 不便于作成集成电路。 返回

2.直接耦合 缺点： 优点： 各级放大器静态工作点相互影响。 电路中无电容，便于集成化。 可放大缓慢变化的信号。 输出温度漂移严重。 返回

二、直接耦合放大电路的特殊问题—零点漂移 零点漂移——当把一个直接耦合放大电路的输入端短路时，即输入信号为零时，由于种种原因引起输出电压发生漂移（波动）。 零点漂移严重时，有用信号完全被漂移电压淹没，使放大器无法正常工作。 产生原因——晶体管参数随温度变化、电源电压波动等。 直接耦合放大电路中，抑制零点漂移最有效的方法——采用差动式放大电路。 返回

三. 多级放大电路的分析方法 两级之间的相互影响 • 后级的输入阻抗是前级的负载 • 前级的输出阻抗是后级的信号源阻抗 电压放大倍数（以两级为例） 注意：在算前级放大倍数时，要把后级的输入阻抗作为前级的负载！ 扩展到n级： 返回

输入电阻 Ri=Ri（最前级） (一般情况下） 输出电阻 Ro=Ro（最后级） (一般情况下） 返回

举例1：两级放大电路如下图示，求Q、Au、Ri、Ro 设：1=2==50，UBE1=UBE2=0.6 V。 + R b1 V i c1 R’ u b2 e1 T CC C - e2 o 1 2 39k 13k 3k 1k 120k 2.4k L 1.5k 返回

解：（1）求静态工作点 V R T u C - R’ 返回 120k 39k 3k 1.5k 2.4k 13k 1k CC c1 b1 2 + R b1 V i c1 R’ u b2 e1 T CC C - e2 o 1 2 39k 13k 3k 1k 120k 2.4k L 1.5k + 返回

V R T u C - R’ 返回 120k 39k 3k 1.5k 2.4k 13k 1k CC c1 b1 2 1 L b2 i e2 + R b1 V i c1 R’ u b2 e1 T CC C - e2 o 1 2 39k 13k 3k 1k 120k 2.4k L 1.5k 返回

（2）求电压放大倍数 V R T u C - R’ 先计算三极管的输入电阻 返回 120k 39k 3k 1.5k 2.4k 13k 1k + R b1 V i c1 R’ u b2 e1 T CC C - e2 o 1 2 39k 13k 3k 1k 120k 2.4k L 1.5k 返回

画微变等效电路： V R T u C - R’ i r u Re1 R RL Re2 - 返回 120k 39k 3k 1.5k 2.4k + R b1 V i c1 R’ u b2 e1 T CC C - e2 o 1 2 39k 13k 3k 1k 120k 2.4k L 1.5k i + b1 b2 c1 - r R u be1 c2 be2 o Re2 RL Re1 返回

电压增益： Ri2=Rb2//[rbe+(1+ )(Re2//RL)=120//[0.853+51(2.4//2.4)]=40.9K R’L2=Re2//RL=2.4//2.4=1.2K R’L1=RC1//Ri2=3//40.9=2.79K i + b1 b2 c1 - r R u be1 c2 be2 o Re2 RL Re1 返回

Ri =Rb1 // Rb2 // [rbe1+ (1+ )Re1]=4.56k （3）求输入电阻 Ri =Rb1 // Rb2 // [rbe1+ (1+ )Re1]=4.56k （4）求输出电阻 i + b1 b2 c1 - r R u be1 c2 be2 o Re2 RL Re1 返回

3.2 放大电路的频率特性 一、频率的基本概念 1、频率响应——放大器的电压放大倍数 及输入与输出相位差和频率的关系 3.2 放大电路的频率特性 一、频率的基本概念 1、频率响应——放大器的电压放大倍数 及输入与输出相位差和频率的关系 其中： 称为放大器的幅频响应 称为放大器的相频响应 返回

2、 完整的共射放大电路的频率响应 BW=fh-fl 返回 f fH fL -20dB/十倍频程 20dB/十倍频程 -90° -135° 0.707Aum BW=fh-fl -90° -135° f -180° fL fH -225° -270° 返回

二. 单级阻容耦合放大电路的低频特性 对于如图所示的共射放大电路，分低、中、高三个频段加以研究。 1 .中频段 中频电压放大倍数： 所有的电容均可忽略。可用前面讲的h参数等效电路分析 中频电压放大倍数： 返回

低频段 在低频段，三极管的极间电容可视为开路，耦合电容C1、C2不能忽略。为方便分析，现在只考虑C2=10uF 该电路有 一个RC高通环节。 ≈15.9Ω＜＜RL＝2kΩ 该电路有 一个RC高通环节。 有下限截止频率： + S - u i R b L r be o c e C ¦Â 2 返回

返回 为下限截止频率。 当 时，电压放大倍数AuL＝0.707Aum，附加相移 当 时，AuL＝0， 当 时， ，AuL＝Aum。 只考虑C2的影响时，下限截止频率为 只考虑Ce的影响时，下限截止频率为 Rs∥Rb1∥Rb2 返回

高频段 . 在高频段，耦合电容C1、C2可以可视为短路，三极管的极间电容不能忽略。电压放大倍数在高频区下降的原因是由于三极管的结电容 返回 这时要用混合π等效电路，画出高频等效电路如图所示。 i R s U b r b'e C g m L e b' c o b'b + £­ ­ b'c . 为了便于分析只考虑电容Ci的影响时，忽略Co的影响。根据高频区等效电路分析， 考虑Ci影响时的高频区电压放大倍数的模和附加相移分别为 返回

返回 为上限截止频率。 当 f＝fH时，电压放大倍数AuH＝0.707Aum，附加相移 当 时，AuH＝０，

四、多级放大电路的频率特性 级数越多，通频带越窄 返回 四、多级放大电路的频率特性 由两个相同单级放大电路组成的两级放大电路中，若每一级的中频电压放大倍数为AU1，则两级放大电路的下限、上限频率都是对应于电压放大倍数为0.707Aum1。AU= (0.707Aum1)2 级数越多，通频带越窄

3.3 功率放大电路 什么是功率放大电路？ 在电子系统中，模拟信号被放大 后，往往要去推动一个实际的负载。如使扬声器发声、继电 器动作、 仪表指针偏转等。推动一个实际负载需要的功率很 大。能输出较大功率的放大器称为功率放大器 例： 扩音系统 实际负载 功率放大 电压放大 信号提取 返回

功放电路的特点 Ic ICM PCM uce UCEM （1）输出功率Po尽可能大。输出功率大 （2） 功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。 Ic uce UCEM ICM PCM 返回

(3) 电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真非线性失真小 。 (4) 电源提供的能量应尽可能多地转换给负载，尽量减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（）效率高 。 Po: 负载上得到的交流信号功率。 PE ： 电源提供的直流功率。 （5）功放管散热和保护问题 返回

互补对称功放的类型 双电源电路 又称OCL电路 （无输出电容） 单电源电路 又称OTL电路 （无输出变压器） 返回

一、OCL电路—无输出电容直接耦合的功放电路 返回

组合特性分析——图解法 iC1 uCE 负载上的最大不失真电压为Uom=VCC- UCES UCES Q VCC iC2 Uom 返回

iC1 uCE 输出功率 UCES Q VCC 最大输出功率 iC2 单管管耗 Uom 两管管耗 返回

直流电源供给的功率 最大功率 效 率 利用二极管进行偏压的OCL电路 返回 当Uom≈UCC时，则 78.5％ 理想值 +V VT1 u 效 率 当Uom≈UCC时，则 78.5％ 理想值 利用二极管进行偏压的OCL电路 u VT1 VT2 +V CC -V o i L R 返回

二.OTL电路 1、基本原理 . 单电源供电； . 输出加有大电容。 （1）静态偏置 调整RW阻值的大小，可使 此时电容上电压 返回

（2）动态分析 Ui负半周时，T1导通、T2截止； Ui正半周时，T1截止、T2导通。 （电容起到了负电源的作用） 返回

（3）输出功率及效率 若忽略交越失真的影响。则： 此电路存在的问题： 输出电压正方向变化的幅度受到限制，达不到VCC/2。 返回

优点：综合了OTL和OCL接法的优点，并避免了电容对信号频率特性的影响，可使用单电源，也可以使用双电源。 三、BTL电路—用两组对称和互补电路组成，输出功率可增大好几倍（比OTL电路提高4倍）。 优点：综合了OTL和OCL接法的优点，并避免了电容对信号频率特性的影响，可使用单电源，也可以使用双电源。 返回

3.4 放大电路工程应用技术 一、放大电路中的干扰及其抑制方法 干扰（噪声）—一切能影响电子设备正常工作的无用信号。 抑制方法—避开干扰源；屏蔽；滤波；选用低噪声元器件； 调整电路布局和布线方式 二、功率管的并联和散热问题 功率管的并联应用—输出功率加倍 散热—加装铝散热片 返回

三、放大电路故障分析和检测的一般方法 方法—电压表法；欧姆表法；示波器 检测步骤 初步检查 了解被检测的电路 寻找故障级 寻找故障所在（动态检测，动态检测） 返回

4．三种组态。 （1）共射——AU较大，Ri、Ro适中，常用作电压放大。 （2）共集——AU≈1，Ri大、Ro小，适用于信号跟随、信号隔离等。 （3）共基——AU较大，Ri小，频带宽，适用于放大高频信号。 5．多级放大器。 两种耦合方式：阻容耦合与直接耦合。 电压放大倍数：AU=AU1×AU2×……×AUn 6．频率响应——两个截止频率 下限截止频率fL——频率下降，使AU下降为0.707Aum所对应的频率.由电路中的耦合电容和旁路电容所决定。 上限截止频率fH——频率上升，使AU下降为0.707Aum所对应的频率，由电路中三极管的极间电容所决定。 返回

本章小结 1．基本放大电路的组成。 BJT加上合适的偏置电路（偏置电路保证BJT 工作在放大区）。 2．交流与直流。正常工作时，放大电路处于交直流共存的状态。为了分析方便，常将两者分开讨论。 直流通路：交流电压源短路，电容开路。 交流通路：直流电压源短路，电容短路。 3．三种分析方法。 （1）估算法（直流模型等效电路法）——估算Q。 （2）图解法——分析Q（Q的位置是否合适）；分析动态（最大不失真输出电压）。 （3）h参数交流模型法——分析动态（电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等）。 返回

5．功率放大器的特点：工作在大信号状态下，输出电压和输出电流都很大。要求在允许的失真条件下，尽可能提高输出功率和效率。 6．为了提高效率，在功率放大器中，BJT常工作在乙类和甲乙类状态下，并用互补对称结构使其基本不失真。这种功率放大器理论上的最大输出效率可以达到78.5％。 7．互补对称功率放大器的几种主要结构： OCL（双电源）——乙类、 甲乙类。 OTL（单电源）——乙类、 甲乙类。 8．随着半导体工艺、技术的不断发展，输出功率几十瓦以上的集成放大器已经得到了广泛的应用。功率VMOS管的出现，也给功率放大器的发展带来了新的生机。