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1、第15章 基本放大电路 多级放大电路及其极间耦合方式 第4（1）讲 1.阻容耦合 2.直接耦合 1 第一级第二级 第n-1级第n级 输入 输出 耦合 耦合方式： (1)直接耦合 (2)阻容耦合 (3)变压器耦合 (4)光电耦合 1.多级阻容耦合放大电路 为获得足够大的放大倍数,需将单级放大 器串接，组成多级放大器。 2 对耦合电路要求： 耦合电路： 要求 动态: 传送信号 减少压降损失 静态：保证各级Q点设置 波形不失真 3 R11 +EC RC1 C11 C12 R12 CE1 RE1 RL ui uo RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60 EC=
2、15V 单级放大器(静态工作点稳定的共发 射极放大器) IC=1.2mAIB=20AUCE =6V ri= R11/ R12/ rbe =1.43 kro= RC1 =5k rbe=1.52 kAu载=-98 4 多级阻容耦合放大器的级联 R11RC1 C11 C12 R12 CE1 RE1ui R21 +EC RC2 C21 C22 R22 CE2 RE2 RL uo 设二级放大器的参数完全一样 5 多级阻容耦合放大器的分析 (1) 由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作 点相互独立，分别估算。 (2) 前一级的输出电压是后一级的输入电压。 (3) 后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。
3、 (4) 前一级的输出电阻是后一级的信号源内阻。 (5) 总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。 (6) 总输入电阻ri即为第一级的输入电阻ri1 。 (7) 总输出电阻即为最后一级的输出电阻。 6 R11RC1 C11 C12 R12 CE1 RE1ui R21 +EC RC2 C21 C22 R22 CE2 RE2 RL uo IC1=1.2mA IB1=20A UCE1 =6V rbe1=1.52 k IC2=1.2mA IB2=20A UCE2 =6V rbe2=1.52 k 多级阻容耦合放大器的静态工作点 第一级静态工作点第二级静态工作点 7 多级阻容耦合放大器的微变等效电路 R11R
4、C1 C11 C12 R12 CE1 RE1ui R21 +EC RC2 C21 C22 R22 CE2 RE2 RL uo ri=ri1 ro ri2 uo1 ui2 前一级的输出电压 是后一级的输入电压 后一级的输入 电阻是前一级的 交流负载电阻。 8 多级阻容耦合放大器的微变等效电路 rbe2 RC2 RL R22 B E C Ic2 Ib2 R21 rbe1 RC1 R11R12 B E C Ic1 Ib1 Uo1 9 多级阻容耦合放大器的电压放大倍数、输入电阻 、输出电阻的计算 ri2 rbe1 RC1 R11R12 B E C Ic1 Ib1 Uo1 第一级的微变等效电路 第二级的
5、 输入电阻 ri= ri1 = R11/ R12/ rbe1 =-1 RC1/ri2 rbe1 Au1= Uo1 Ui 10 多级阻容耦合放大器的电压放大倍数、输入电阻 、输出电阻的计算 ri2 = R21/ R22/ rbe2 =-2 RC2/RL rbe2 Au2= Uo Ui2 ro = RC2 rbe2 RC2 RL R22 B E C Ic2 Ib2 R21 Ui2 第二级的微变等效电路 11 Au= Uo Ui = Uo1 Ui Uo Ui2 = Au1Au2 总电压放大倍数 =1 RC1/ri2 rbe1 2 RC2/RL rbe2 rbe2 RC2 RL R22 B E C I
6、c2 Ib2 R21 rbe1 RC2 R11R12 B E C Ic1 Ib1 Uo1Ui2 Au为正，输入输出同相 总放大倍数等于各级 放大倍数的乘积！ 12 代入数值计算 ri= ri 1 = R11/ R12/ rbe1 =100/33/1.52=1.43k RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60 EC=15V ri 2 = R21/ R22/ rbe2 =100/33/1.52=1.43k =-1 RC1/ri2 rbe1 Au1 =-44 =-2 RC2/RL rbe2 Au2 =-98 Au= Au1Au2 =(-44)(-98) =43
7、12 ro = RC2 = 5k 两级单管放大器级联,可 提高电压放大倍数;但输 入电阻仍很小,输出电阻 仍很大。 13 阻容耦合多级放大电路 当两级放大器（静态工作点稳定的基本放 大器）级联时，放大倍数大大提高，但输入电 阻较小，输出电阻较大。 R11RC1 C11 C12 R12 CE1 RE1ui R21 +EC RC2 C21 C22 R22 CE2 RE2 RL uo Au= Au1 Au2 =4312 14 R11 +EC RC1 C11 C12 R12 CE1 RE1 RL ui uo RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60 EC=15V
8、 us RS RS=20k Aus=Au ri ri+RS =(-98)1.43+20 1.43 =-6.5 输入电阻很小的放大器当信号源有较 大内阻时,放大倍数变得很小。 ri= R11/ R12/ rbe =1.43 kAu=-98 ri 由于信号源内阻 大,而放大器输入 电阻小,致使放大 倍数降低。 15 RB=570k RE=5.6k RL=1.52k =100 EC=15V RB +EC C1 C2 RE RLuiuo ri=101 k Au=0.98rbe=2.36 k 用射极输出器作为输入级,构成两级放大器，可提高 放大器的输入电阻。 ro =5.6/ 2.36 1+100 =2
9、3 RS=0 16 u i RB C1 RE R11 +EC RC1 C11 C12 R12 CE1 RE1 RL ui2 uo us RS ri2=1.43 k Au2=-98 ri=101 k Au1=0.98 Aus=Au1 Au2 ri ri+RS =(-98)(0.98) 101+20 101 =-80 用射极输出器作为输入级时电压放大倍数的估算 17 用射极输出器作为输出级，构成两级放大器，可减 小放大器的输出电阻，提高其带负载的能力。 R11 +EC RC1 C11 C12 R12 CE1 RE1 RL ui uo ro1= RC1 =5k RL=5k 时, Au=-98 RL=
10、1k 时, Au=-33 RB +EC C1 C2 RE RL u i 2 u o 5k 5.6 k 570 k =100 ri2=173 k Au2=0.99 rbe=2.36 k 18 R11 +EC RC1 C11 C12 R12 CE1 RE1 RL1 uiuo1 第一级放大倍数的计算 =ri2=173 k Au1=-192 rbe1=1.52 kRC1=5 k=60 后一级的输入 电阻作为前一 级的交流负载 电阻 RL=RC1/ri2 19 总放大倍数的计算 Au= Au1 Au2 =（-192） 0.99=-190 Au= Au1 Au2 =（-185） 0.97=-179 比较不
11、接射极输出器时的带负载能力： RL=5k 时, Au=-98 RL=1k 时, Au=-33 当负载电阻由5k变为1k时，放大倍数降低到原来的94.2% 降低到原来的33.7% Au1=-192 Au2=0.99 ri2=173 k RL=5 k Au1=-185 Au2=0.97 ri2=76 k RL=1 k 当负载 电阻由 5k变为 1k时： 20 ro 结论:用射极输出器作为输出级,可减小放大器的输出 电阻，提高带负载的能力。 输入电阻ri 、输出电阻ro的计算 R11 +EC RC1 C11 C12 R12 CE1 RE1 RL ui uo RB +EC C1 C2 RE RL ui
12、2uo 5k 5.6 k 570 k =100 uo1 ro =5.6/ 2.36+570/5 1+100 =73 ri= ri1 = R11/ R12/ rbe1 =1.52 k RS为信号源内 阻,即前一级的 输出电阻RC1 = RB/ RC1 us RS= ro1= RC1 RS= RB/ RS 21 2.直接耦合电路 因为电容的隔直作用以及低频时容抗加大，所以阻 容耦合只适用于放大频率较高的交流信号。 对于直流信号和低频信号，阻容耦合已不适用，必 须采用直接耦合方式。 R1 +EC RC C1 C2 T RLui uo R2 建立静态工作点 22 +UCC uo RC2 T2 ui R
13、C1 R1 T1 R2 RE2 1.前后级Q点相互影响。（需增加RE2） 问题: 2.零点漂移:前一级的温漂将作为后一级的输 入信号，被一级级放大，导致后级饱和或截 止（需增加两级之间的直流负反馈） 。 直接耦合放大器的级联 23 RE2的作用：（1）提高T1集电极电位，增大其输出 电压的幅度；（2）提供T2合适的工作点, RE2可由下 式决定： 抑制零点漂移办法：采用差动放大电路。 24 第15章 基本放大电路 15.9 场效应管及其放大电路 第4讲（2） 25 15.9.1 场效应管简介 场效应管与晶体管比较： （1）T为电流控制元件（通过控制IB 控制IC），FET为电压控制元件（通过控
14、 制UGS控制ID）； （2）T输入电阻较低，温度稳定性差 ；而FET输入阻抗高，温度稳定性好。 场效应管FET-Field Effect Transistor 26 结型场效应管JFET 绝缘栅型场效应管MOS 场效应管有两种: N沟道 P沟道 耗尽型 增强型 耗尽型 增强型 27 MOS绝缘栅场效应管（N沟道） （1） 结构 P NN GSD P型基底 两个N区 SiO2绝缘层金属铝 N导电沟道 未预留 N沟道增强型 预留 N沟道耗尽型 28 P NN GSD G S D N沟道增强型 （2）符号 N沟道耗尽型 G S D 栅极 漏极 源极 29 耗尽型N沟道MOS管的特性曲线 ID mA
15、 V UDS UGS 实验线路(共源极接法) G S D 30 输出特性曲线 UGS=0V U DS （V） ID（mA） 0 1 3 2 4 UGS=+1V UGS=+2V UGS=-1V UGS=-2V 夹断电压UGS(off)=-2V 固定一个U DS，画出ID和UGS 的关系曲线，称为转移特性 曲线 IDSS 31 耗尽型N沟道MOS管的特性曲线 转移特性曲线 实验表明，在UGS(off) UGS 0时，耗尽型 场效应管的转移特性可 近似表示： 0 ID UGS UGS(off) IDSS UGS(off)-夹断电压 IDSS 原始沟道导电电流 32 跨导gm UGS=0V U DS
16、（V） ID（mA） 0 1 3 2 4 UGS=+1V UGS=+2V UGS=-1V UGS=-2V = ID / UGS =（3-2）/（1-0）=1/1=1mA/V UGS ID 33 15.9.2 场效应管放大电路 1. 电路的组成原则及分析方法 (1) 静态：适当的静态工作点，使场效应管工 作在恒流（ID）区。 (2) 动态: 能为交流信号提供通路。 组成原则 静态分析： 估算法、图解法。 动态分析： 微变等效电路法。 分析方法 34 N沟道耗尽型绝缘栅场效应管 符号及特性曲线 G S D ID UDS UGS G S D 35 UGS=0V U DS （V） ID（mA） 0 1 3 2 4 UGS=+1V UGS=+2V UGS=-1V UGS=-2V Q 跨导gm = ID
