模拟电子技术第02章

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1、第第2章章基本放大电路和多级放大电路基本放大电路和多级放大电路2.1 2.1 基本共射极放大电路基本共射极放大电路基本共射极放大电路基本共射极放大电路2.2 2.2 基本放大电路的分析方法基本放大电路的分析方法基本放大电路的分析方法基本放大电路的分析方法 2.3 2.3 工作点稳定电路工作点稳定电路工作点稳定电路工作点稳定电路2.4 2.4 共集和共基放大电路共集和共基放大电路共集和共基放大电路共集和共基放大电路2.5 2.5 场效应管放大电路场效应管放大电路场效应管放大电路场效应管放大电路2.6 2.6 多级放大电路及复合管多级放大电路及复合管多级放大电路及复合管多级放大电路及复合管2.7

2、2.7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应放大电路的频率响应放大电路的频率响应2.8 2.8 放大电路中的噪声与干扰放大电路中的噪声与干扰放大电路中的噪声与干扰放大电路中的噪声与干扰 2.9 2.9 实际应用电路举例实际应用电路举例实际应用电路举例实际应用电路举例2.1基本共射极放大基本共射极放大电路路2.1.1 2.1.1 三极管在放大三极管在放大三极管在放大三极管在放大电电路中的三种路中的三种路中的三种路中的三种连连接方式接方式接方式接方式三三极极管管有有三三个个电极极，它它在在组成成放放大大电路路时便便有有三三种种连接接方方式式，即即放放大大电路路的的三三种种组态：共共发射射极极、共共

3、集集电极极和和共共基基极极组态放大放大电路。路。图2.1所所示示为三三极极管管在在放放大大电路路中中的的三三种种连接接方方式式：图（a）从从基基极极输入入信信号号，从从集集电极极输出出信信号号，发射射极极作作为输入入信信号号和和输出出信信号号的的公公共共端端，此此即即共共发射射极极（简称称共共射射极极）放放大大电路路；图（b）从从基基极极输入入信信号号，从从发射射极极输出出信信号号，集集电极极作作为输入入信信号号和和输出出信信号号的的公公共共端端，此此即即共共集集电极极放放大大电路路；图（c）从从发射射极极输入入信信号号，从从集集电极极输出出信信号号，基基极极作作为输入入信信号号和和输出信号的

4、公共端，此即共基极放大出信号的公共端，此即共基极放大电路。路。图图2.1三极管的三种连接方式三极管的三种连接方式基本放大基本放大电路的路的组成和工作原理成和工作原理1.共射极放大共射极放大电路路在在三三种种组态放放大大电路路中中，共共发射射极极电路路用用得得比比较普普遍遍。这里里就就以以NPN共共射射极极放放大大电路路为例例，讨论放放大大电路路的的组成成、工工作作原理以及分析方法。原理以及分析方法。图图2.2所示为所示为NPN型共射极放大电路的型共射极放大电路的原理性电路。原理性电路。图2.2 基本共射极原理性电路 电路中各元件的作用如下。路中各元件的作用如下。（1）三极管）三极管（2）隔直耦

5、合）隔直耦合电容容C1和和C2（3）基极回路）基极回路电源源UBB和基极偏置和基极偏置电阻阻Rb（4）集）集电极极电源源UCC（5）集）集电极极负载电阻阻Rc电流的方向：流的方向：对NPN型型三三极极管管基基极极电流流iB、集集电极极电流流iC流流入入电极极为正正，发射射极极电流流iE流流出出电极极为正正，这和和NPN型型三三极极管管的的实际电流流方方向相一致。向相一致。2.电压、电流等符号的流等符号的规定定放大电路中（如图放大电路中（如图2.3所示）既有直流电所示）既有直流电源源UCC，又有交流电压，又有交流电压ui，电路中三极管各电，电路中三极管各电极的电压和电流包含直流量和交流量两部分。

6、极的电压和电流包含直流量和交流量两部分。图2.3 单电源共射极电路 为了分析的方便，各量的符号了分析的方便，各量的符号规定如下。定如下。（1）直流分量）直流分量（2）交流分量）交流分量（3）瞬）瞬时值。（4）交流有效）交流有效值（5）交流峰值）交流峰值 3.放大放大电路路实现信号放大的信号放大的实质图2.4 放大电路实现信号放大的工作过程 放放大大器器放放大大的的实质是是实现小小能能量量对大大能能量量的的控控制制和和转换作作用用。根根据据能能量量守守恒恒定定律律，在在这种种能能量量的的控控制制和和转换中中，电源源UCC为输出信号提供能量。出信号提供能量。需需要要特特别注注意意的的是是，信信号号

7、的的放放大大仅对交流量而言。交流量而言。4.基本放大基本放大电路的路的组成原成原则三三极极管管具具有有三三个个工工作作状状态，截截止止、放放大大和和饱和和。在在放放大大电路路中中为实现其其放放大大作作用用，三三极极管管必必须工工作作在在放放大大状状态。从从上上面面放放大大电路的工作路的工作过程可概括放大程可概括放大电路的路的组成原成原则为：（1）外外加加电源源的的极极性性必必须保保证三三极极管管的的发射射结正偏，集正偏，集电结反偏。反偏。（2）输入入电压ui要要能能引引起起三三极极管管的的基基极极电流流iB作相作相应的的变化。化。（3）三三极极管管集集电极极电流流iC的的变化化要要尽尽可能的可

8、能的转为电压的的变化化输出。出。（4）放大电路工作时，直流电源）放大电路工作时，直流电源UCC要为三极管提供合适的静态工作电流要为三极管提供合适的静态工作电流IBQ、ICQ和电压和电压UCEQ，即电路要有一个合适的静，即电路要有一个合适的静态工作点态工作点Q。2.1.3 放大放大电路的主要性能指路的主要性能指标1.放大倍数放大倍数Au、Ai放放大大倍倍数数是是衡衡量量放放大大电路路对信信号号放放大大能力的主要技能力的主要技术参数。参数。（1）电压放大倍数放大倍数Au放大电路输出电压与输入电压的比值。放大电路输出电压与输入电压的比值。常常用用分分贝（dB）来来表表示示电压放放大大倍倍数数，这时称

9、称为增益。增益。电压增益电压增益=20lg|Au|（dB）（2）电流放大倍数流放大倍数Ai它是指放大电路输出电流与输入电流的比值。它是指放大电路输出电流与输入电流的比值。2.输入入电阻阻Ri对于于一一定定的的信信号号源源电路路，输入入电阻阻Ri越越大大，放放大大电路路从从信信号号源源得得到到的的输入入电压ui就就越越大大，放放大大电路路向向信信号号源源索索取取电流流的的能能力也就越小。力也就越小。图图2.6放大电路的输入电阻放大电路的输入电阻3.输出出电阻阻Ro图2.7为放大放大电路路输出出电阻的示意阻的示意图。图2.7 放大电路的输出电阻 图2.8所所示示为求求解解放放大大电路路输出出电阻阻

10、的的等效等效电路。路。当当放放大大电电路路作作为为一一个个电电压压放放大大器器来来使使用用时时，其其输输出出电电阻阻Ro的的大大小小决决定定了了放放大大电电路路的的带带负负载载能能力力。Ro越越小小，放放大大电电路路的的带带负负载载能能力力越越强强，即即放放大大电电路路的的输输出出电电压压uo受负载的影响越小。受负载的影响越小。图2.8 输出电阻的求解电路 2.2基本放大电路的分析方法基本放大电路的分析方法2.2.1 放大放大电路的路的图解分析法解分析法图解解分分析析方方法法是是指指根根据据输入入信信号号，在在三极管的特性曲三极管的特性曲线上直接作上直接作图求解的方法。求解的方法。1.静静态工

11、作情况分析工作情况分析（1）静）静态、动态和静和静态工作点的概念工作点的概念静静态动态静态工作点静态工作点Q图2.9 静态工作点Q （2）直流通路）直流通路直直流流通通路路：是是指指静静态（ui=0）时，电路中只有直流量流路中只有直流量流过的通路。的通路。画直流通路有两个要点：画直流通路有两个要点：电容容视为开路开路电感感视为短路短路图2.10和和2.11所所示示分分别为共共射射极极放放大大电路及其直流通路。路及其直流通路。估估算算电路路的的静静态工工作作点点Q时必必须依依据据直流通路。直流通路。图2.10 共射极放大电路 图2.11 共射电路的直流通路 （3）Q点的估算点的估算根据直流通路，

12、估算根据直流通路，估算Q点有两种方法。点有两种方法。公式估算法确定公式估算法确定Q点点图解法确定解法确定Q点点如图如图2.12所示，此直线由直流通路获所示，此直线由直流通路获得，称为直流负载线。得，称为直流负载线。图2.12 图解法确定Q点 2.动态工作情况分析工作情况分析（1）交流通路）交流通路它它是是指指动态（ui0）时，电路路中中交交流流分量流分量流过的通路。的通路。画画交交流流通通路路时有有两两个个要要点点：耦耦合合电容容视为短短路路。直直流流电压源源（内内阻阻很很小小，忽略不忽略不计）视为短路。短路。图2.15所所示示为图2.10共共射射极极放放大大电路路的的交流通路。交流通路。图2

13、.15 共射极电路的交流通路 计算算动态参数参数Au、Ri、Ro时必必须依据交流通路。依据交流通路。（2）交流）交流负载线在在图2.15中有关系式：中有关系式：uo=uCE=-iC（RcRL)=-ic/RL其其中中，RL=RcRL称称为交交流流负载电阻阻，负号表示号表示电流流ic和和电压uo的方向相反。的方向相反。交交流流变化化量量在在变化化过程程中中一一定定要要经过零零点点，此此时ui=0，与与静静点点Q相相符符合合。所所以以Q点点也也是是动态过程程中中的的一一个个点点。交交流流负载线和直流和直流负载线在在Q点相交，如点相交，如图2.16所示。所示。交流负载线由交流通路获得，且过交流负载线由

14、交流通路获得，且过Q点，点，因此交流负载线是动态工作点移动的轨迹。因此交流负载线是动态工作点移动的轨迹。图2.16 交流负载线 （3）放大）放大电路的路的动态工作范工作范围图2.17所示所示为电路的路的动态工作情况。工作情况。图图2.17动态工作情况动态工作情况注注意意：三三极极管管各各电极极的的电压和和电流流瞬瞬时值是是在在静静态值的的基基础上上叠叠加加了了交交流流分分量量，但瞬但瞬时值的极性和方向始的极性和方向始终固定不固定不变。（4）非）非线性失真性失真所所谓失失真真，是是指指输出出信信号号的的波波形形与与输入入信信号号的的波波形形不不一一致致。三三极极管管是是一一个个非非线性性器器件件

15、，有有截截止止区区、放放大大区区、饱和和区区三三个个工工作作区区，如如果果信信号号在在放放大大的的过程程中中，放放大大器器的的工工作作范范围超超出出了了特特性性曲曲线的的线性性放放大大区区域域，进入入了了截截止止区区或或饱和和区区，集集电极极电流流ic与与基基极极电流流ib不不再再成成线性性比比例例的的关关系系，则会会导致致输出信号出出信号出现非非线性失真。性失真。非非线性失真分性失真分为截止失真和截止失真和饱和失真两种。和失真两种。截止失真截止失真当放大电路的静态工作点当放大电路的静态工作点Q选取比较选取比较低时，低时，IBQ较小，输入信号的负半周进入截较小，输入信号的负半周进入截止区而造成

16、的失真称为截止失真。图止区而造成的失真称为截止失真。图2.18所示为放大电路的截止失真。所示为放大电路的截止失真。图2.18 截止失真 饱和失真和失真当当放放大大电路路的的静静态工工作作点点Q选取取比比较高高时，IBQ较大大，UCEQ较小小，输入入信信号号的的正正半半周周进入入饱和和区区而而造造成成的的失失真真称称为饱和和失失真真。图2.19所所示示为放放大大电路路的的饱和和失失真真。ui正正半半周周进入入饱和区造成和区造成ic失真，从而使失真，从而使uo失真。失真。图2.19饱和失真和失真2.2.2 放大放大电路的微路的微变等效等效电路分析法路分析法微微变等等效效电路路分分析析法法指指的的是

17、是在在三三极极管管特特性性曲曲线上上Q点点附附近近，当当输入入为微微变信信号号（小小信信号号）时，可可以以把把三三极极管管的的非非线性性特特性性近近似似看看为是是线性性的的，即即把把非非线性性器器件件三三极管极管转为线性器件性器件进行求解的方法。行求解的方法。1.三极管的微三极管的微变等效等效电路分析法路分析法（1）三极管的微）三极管的微变等效等效电路路图2.20 三极管的交流输入电阻rbe 图2.21 三极管的电流放大系数 结论：当当输入入为微微变信信号号时，对于于交交流流微微变信信号号，三三极极管管可可用用如如图2.22（b）所所示示的的微微变等等效效电路路来来代代替替。图2.22（a）所

18、所示示的的三三极极管管是是一一个个非非线性性器器件件，但但图2.22（b）所所示示的的是是一一个个线性性电路路。这样就就把三极管的非把三极管的非线性性问题转化化为线性性问题。图2.22三极管的微三极管的微变等效等效电路模型路模型（2）交流）交流输入入电阻阻rbe（3）有关微）有关微变等效等效电路的几点路的几点说明明2.用用微微变等等效效电路路分分析析法法分分析析共共射射放大放大电路路（1）用用微微变等等效效电路路分分析析法法分分析析放大放大电路的求解步路的求解步骤用用公公式式估估算算法法估估算算Q点点值，并并计算算Q点点处的参数的参数rbe值。由由放放大大电路路的的交交流流通通路路，画画出出放

19、放大大电路的微路的微变等效等效电路。路。根据等效根据等效电路直接列方程求解路直接列方程求解Au、Ri、Ro。注意：注意：NPN和和PNP型三极管的微型三极管的微变等效等效电路一路一样。（2）用用微微变等等效效电路路分分析析法法分分析析共射放大共射放大电路路放大放大电路的微路的微变等效等效电路路对于于图2.10所所示示共共射射极极放放大大电路路，从从其其交交流流通通路路图2.15可可得得电路路的的微微变等等效效电路路，如如图2.23所所示示。uS为外外接接的的信信号号源源，RS是信号源内阻。是信号源内阻。图2.23 图2.10所示共射放大电路的微变等效电路 求解求解电压放大倍数放大倍数Au负号表

20、示输出电压负号表示输出电压uo与输入电压与输入电压ui反相位。反相位。求解求解电路的路的输入入电阻阻RiRi=Rbrbe一般基极偏置电阻一般基极偏置电阻Rbrbe，Rirbe。求解求解电路的路的输出出电阻阻Ro图2.24所示所示为求解求解输出出电阻的等效阻的等效电路。路。RoRc输出出电阻阻Ro越越小小，放放大大电路路的的带负载能能力力越越强强。输出出电阻阻Ro中不中不应包含包含负载电阻阻RL。图2.24 求解输出电阻的等效电路 求求解解输出出电压uo对信信号号源源电压uS的的放大倍数放大倍数AuS由由于于信信号号源源内内阻阻的的存存在在，AuSAu，电路的路的输入入电阻越大，阻越大，输入入电

21、压ui越接近越接近uS。2.2.3 两种分析方法特点比两种分析方法特点比较放放大大电路路的的图解解分分析析法法：其其优点点是是形形象象直直观，适适用用于于Q点点分分析析、非非线性性失失真真分分析析、最最大大不不失失真真输出出幅幅度度的的分分析析，能能够用用于于大大、小小信信号号；其其缺缺点点是是作作图麻麻烦，只只能能分分析析简单电路路，求求解解误差差大大，不不易易求求解解输入入电阻、阻、输出出电阻等阻等动态参数。参数。微微变等等效效电路路分分析析法法：其其优点点是是适适用用于于任任何何复复杂的的电路路，可可方方便便求求解解动态参参数数如如放放大大倍倍数数、输入入电阻阻、输出出电阻阻等等；其其缺

22、缺点点是是只只能能用用于于分分析析小小信信号号，不不能能用用来来求求解静解静态工作点工作点Q。实际应用用中中，常常把把两两种种分分析析方方法法结合合起来使用。起来使用。2.3工作点工作点稳定定电路路2.3.1 温度温度变化化对Q点的影响点的影响 Q点点的的影影响响因因素素有有很很多多，如如电源源波波动、偏偏置置电阻阻的的变化化、管管子子的的更更换、元元件件的的老老化化等等等等，不不过最最主主要要的的影影响响则是是环境境温温度度的的变化化。三三极极管管是是一一个个对温温度度非非常常敏敏感感的的器器件件，随随温温度度的的变化化，三三极极管管参参数数会会受受到到影响，具体表影响，具体表现在以下几个方

23、面。在以下几个方面。1.温度升高，三极管的反向温度升高，三极管的反向电流增大流增大2.温度升高，三极管的温度升高，三极管的电流放大系数流放大系数增大增大3.温温度度升升高高，相相同同基基极极电流流IB下下，UBE减减小小，三三极极管管的的输入入特特性性具具有有负的的温温度度特特性性。温温度每升高度每升高1，UBE大大约减小减小2.2mV。2.3.2 工工作作点点稳定定电路路的的组成成及及稳定定Q点的原理点的原理1.工作点工作点稳定定电路的路的组成成如图如图2.27所示工作点稳定电路所示工作点稳定电路图2.27 分压偏置式的工作点稳定电路 2.稳定定Q点的原理点的原理分分压偏置式放大偏置式放大电

24、路具有路具有稳定定Q点的点的作用，在作用，在实际电路中路中应用广泛。用广泛。实际应用用中，中，为保保证Q点的点的稳定，要求定，要求电路：路：I1IBQ一般一般对于硅材料的三极管：于硅材料的三极管：I1=（510）IBQ2.3.3 工作点工作点稳定定电路的分析路的分析1.静静态工作点工作点Q的估算的估算图图2.28所示为分压偏置式工作点稳定所示为分压偏置式工作点稳定电路的直流通路电路的直流通路。图2.28稳定定电路的直流通路路的直流通路2.微微变等效等效电路路图2.29（a）所所示示为工工作作点点稳定定电路路的的交交流流通通路路，图2.29（b）所所示示为其其微微变等等效效电路路。因因为旁旁路路

25、电容容Ce的的交交流流短短路路作作用用，电阻阻Re被短路掉。被短路掉。图图2.292.29稳稳定定定定电电路的交流通路及其微路的交流通路及其微路的交流通路及其微路的交流通路及其微变变等效等效等效等效电电路路路路2.4共集和共基放大共集和共基放大电路路基基本本放放大大电路路共共有有三三种种组态，前前面面讨论的的放放大大电路路均均是是共共射射极极组态放放大大电路路。另另两两种种组态电路路分分别为共共集集电极极和和共基极共基极组态电路。路。2.4.1 共集共集电极放大极放大电路路1.电路路组成成共共集集电极极放放大大电路路应用用非非常常广广泛泛，其其电路路构构成成如如图2.32所所示示。其其组成成原

26、原则同同共共射射极极电路路一一样，外外加加电源源的的极极性性要要保保证放放大大管管发射射结正正偏偏，集集电结反反偏偏，同同时保保证放大管有一个合适的放大管有一个合适的Q点。点。图图2.32共集电极电路及其交流通路共集电极电路及其交流通路交交流流信信号号ui从从基基极极b输入入，uo从从发射射极极e输出出，集集电极极c作作为输入入、输出出的的公公共共端端，故故称称为共集共集电极极组态，此，此电路也叫射极路也叫射极输出器。出器。2.静静电工作点工作点Q的估算的估算图2.33 直流通路及其微变等效电路 3.动态参数参数Au、Ri、Ro（1）电压放大倍数放大倍数Au（2）输入入电阻阻Ri（3）输出出电

27、阻阻Ro图2.33 直流通路及其微变等效电路 共共集集电极极电路路的的输出出电阻阻很很小小，其其带负载的的能能力力比比较强强。实际应用用中中，射射极极跟跟随随器器常常常常用用在在多多级放放大大电路路的的输出出级，以以提高整个提高整个电路的路的带负载能力。能力。共共集集电极极电路路的的输入入电阻阻很很大大，输出出电阻阻很很小小。实际应用用中中，常常常常用用作作缓冲冲级，以减小放大以减小放大电路前后路前后级之之间的相互影响。的相互影响。2.4.2 共基极放大共基极放大电路路1.电路路组成成图2.34所所示示为共共基基极极放放大大电路路，图中中Cb为基极旁路基极旁路电容，其他元件同共射极放大容，其他

28、元件同共射极放大电路。路。图2.34 共基极电路及其交流通路 交交流流信信号号ui从从发射射极极e输入入，uo从从集集电极极c输出出，基基极极b作作为输入入、输出出的的公公共共端端，因此称因此称为共基极共基极组态。2.静态工作点静态工作点Q的估算的估算3.动态参数参数Au、Ri、Ro（1）电压放大倍数放大倍数Au（2）输入入电阻阻Ri（3）输出出电阻阻Ro共共基基极极电路路具具有有电压放放大大作作用用，uo与与ui同同相相位位。放放大大管管输入入电流流为ie，输出出电流流为ic，没没有有电流流放放大大作作用用，icie，因因此此电路路又又称称为电流流跟跟随随器器。其其输入入电阻阻很很小小，输出

29、出电阻阻很很大大。共共基基极极电路路的的频率率特特性性比比较好好，一般多用于高一般多用于高频放大放大电路。路。2.4.3 三种三种组态放大放大电路的性能比路的性能比较2.5场效效应管放大管放大电路路场效效应管管同同三三极极管管一一样，具具有有放放大大作作用用。它它也也可可以以构构成成各各种种组态的的放放大大电路路，共共源源极极、共共漏漏极极、共共栅极极放放大大电路路。场效效应管管由由于于具具有有输入入阻阻抗抗高高、温温度度稳定定性性能能好好、低低噪噪声声、低低功功耗耗等等特特点点，其其所所构构成成的的放放大大电路路有着独特的有着独特的优点，点，应用越来越广泛。用越来越广泛。2.5.1 场效效应

30、管放大管放大电路的构成路的构成场效效应管管是是一一个个电压控控制制器器件件，在在构构成成放放大大电路路时，为了了实现信信号号不不失失真真的的放放大大，同同三三极极管管放放大大电路路一一样也也要要有有一一个个合合适适的的静静态工工作作点点Q，但但它它不不需需要要偏偏置置电流流，而而是是需需要要一一个个合合适适的的栅源源极极偏偏置置电压UGS。场效效应管管放放大大电路路常常用用的的偏偏置置电路路主主要要有有两种：自偏两种：自偏压电路和分路和分压式自偏式自偏压电路。路。1.自偏自偏压电路路图2.36所所示示为N沟沟道道结型型场效效应管管自自偏偏压放大放大电路。路。栅源偏置电压栅源偏置电压UGS=UG

31、US=IDRS。图2.36 自偏压电路 2.分分压式自偏式自偏压电路路图图2.37所示为所示为N沟道结型场效应管分压沟道结型场效应管分压式自偏压放大电路。式自偏压放大电路。图2.37 分压式自偏压电路 2.5.2 场效效应管放大管放大电路的分析路的分析场效效应管管放放大大电路路同同三三极极管管电路路的的分分析析方法方法类似。似。1.场效效应管微管微变等效等效电路路场效效应管管的的栅极极和和源源极极之之间电阻阻很很大大，电压为ugs，电流流近近似似为0，可可视为开开路路。漏漏极极和和源源极极之之间等等效效为一一个个受受电压ugs控控制制的的电流流源。源。图2.38所示所示为场效效应管的微管的微变

32、等效等效电路。路。图2.38场效效应管及其微管及其微变等效等效电路路2.自偏自偏压电路的路的动态分析分析图2.39所所示示为图2.36自自偏偏压电路路的的微微变等等效效电路路，由由此此可可求求电路路的的电压放放大大倍倍数数、输入入电阻和阻和输出出电阻。阻。图2.39 自偏压电路的微变等效电路 3.分分压式自偏式自偏压电路的路的动态分析分析图图2.40所示为图所示为图2.37分压式自偏压电路的微分压式自偏压电路的微变等效电路，图变等效电路，图2.37也为共源极放大电路。也为共源极放大电路。图2.40 分压式自偏压电路的微变等效电路 4.共漏极放大共漏极放大电路的路的动态分析分析共共漏漏极极放放大

33、大电路路与与三三极极管管共共集集电极极放放大大电路路的的性性能能特特点点相相一一致致。图2.41和和图2.42分分别为共共漏漏极极电路路及及其其微微变等等效效电路路。根根据据定定义可可分分别求求得得电路路的的电压放放大大倍倍数数、输入入电阻及阻及输出出电阻。阻。图2.41共漏极共漏极电路路图2.42共漏极共漏极电路的微路的微变等效等效电路路同同三三极极管管共共集集电极极放放大大电路路一一样，共共漏漏极极电路路没没有有电压放放大大作作用用，Au1，且且uo与与ui同同相相位位；电路路的的输入入电阻阻比比较大大，输出出电阻比阻比较小。小。另外，场效应管放大电路还有共栅极另外，场效应管放大电路还有共

34、栅极电路，其性能特点同共基极放大电路相一电路，其性能特点同共基极放大电路相一致，具有电压放大作用，致，具有电压放大作用，uo与与ui同相位，电同相位，电路的输入电阻小，输出电阻较大等。路的输入电阻小，输出电阻较大等。2.6多多级放大放大电路及复合管路及复合管实际应用用中中，放放大大电路路的的输入入信信号号通通常常很很微微弱弱（毫毫伏伏或或微微伏伏数数量量级），为了了使使放放大大后后的的信信号号能能够驱动负载，仅仅通通过单级放放大大电路路进行行信信号号放放大大，很很难达达到到实际要要求求，常常常常需需要要采采用用多多级放放大大电路路。采采用用多多级放放大大电路路可可有有效效地地提提高高放放大大电

35、路路的的各各种种性性能能，如如提提高高电路路的的电压增增益益、电流流增增益、益、输入入电阻、阻、带负载能力等。能力等。多多级放放大大电路路是是指指两两个个或或两两个个以以上上的的单级放放大大电路路所所组成成的的电路路。图2.43所所示示为多多级放放大大电路路的的组成成框框图。通通常常称称多多级放放大大电路路的的第第一一级为输入入级。对于于输入入级，一一般般采采用用输入入阻阻抗抗较高高的的放放大大电路路，以以便便从从信信号号源源获得得较大大的的电压输入入信信号号并并对信信号号进行行放放大大。中中间级主主要要实现电压信信号号的的放放大大，一一般般要要用用几几级放放大大电路路才才能能完完成成信信号号

36、的的放放大大。通通常常把把多多级放放大大电路路的的最最后后一一级称称为输出出级，主主要要用用于于功功率率放放大大，以以驱动负载工作。工作。图图2.43多级放大电路的组成框图多级放大电路的组成框图2.6.1 多多级放大放大电路的耦合方式路的耦合方式在在多多级放放大大电路路中中，各各级放放大大电路路输入入和和输出出之之间的的连接接方方式式称称为耦耦合合方方式式。常常见的的连接接方方式式有有三三种种：阻阻容容耦耦合合、直直接接耦合和耦合和变压器耦合。器耦合。1.阻容耦合阻容耦合它是指各单级放大电路之间通过隔直它是指各单级放大电路之间通过隔直耦合电容连接。图耦合电容连接。图2.44所示为阻容耦合两所示

37、为阻容耦合两级放大电路。级放大电路。图2.44 阻容耦合两级放大电路 阻容耦合多阻容耦合多级放大放大电路具有以下特点：路具有以下特点：（1）各各级放放大大电路路的的静静态工工作作点点相相互互独独立立，互互不不影影响响，利利于于放放大大器器的的设计、调试和和维修。修。（2）低低频特特性性差差，不不适适合合放放大大直直流流及及缓慢慢变化化的的信信号号,只只能能传递具具有有一一定定频率率的的交流信号。交流信号。（3）输出温度漂移比出温度漂移比较小。小。（4）阻阻容容耦耦合合电路路具具有有体体积小小、重重量量轻的的优点点，分分立立元元件件电路路中中应用用较多多。但但在在集集成成电路路中中，不不易易制制

38、作作大大容容量量的的电容容，因因此此阻容耦合放大阻容耦合放大电路不便于做成集成路不便于做成集成电路。路。2.直接耦合直接耦合它它是是指指各各级放放大大电路路之之间通通过导线直直接接相相连接接。图2.45所所示示为直直接接耦耦合合两两级放放大大电路路。前前级的的输出出信信号号uo1，直直接接作作为后后一一级的的输入信号入信号ui2。图2.45 直接耦合两级放大电路 直接耦合直接耦合电路的特点：路的特点：（1）各各级放放大大电路路的的静静态工工作作点点相相互互影影响响，不利于不利于电路的路的设计、调试和和维修。修。（2）频率率特特性性好好，可可以以放放大大直直流流、交交流流以以及及缓慢慢变化的信号

39、。化的信号。（3）输出存在温度漂移。出存在温度漂移。（4）电路中无大的耦合路中无大的耦合电容，便于集成化。容，便于集成化。3.变压器耦合器耦合它它是是指指各各级放放大大电路路之之间通通过变压器器耦耦合合传递信信号号。图2.46所所示示为变压器器耦耦合合放放大大电路路。通通过变压器器T1把把前前级的的输出出信信号号uo1，耦耦合合传送送到到后后级，作作为后后一一级的的输入入信信号号ui2。变压器器T2将将第第二二级的的输出出信信号号耦合耦合传递给负载RL。图图2.46变压器耦合放大电路变压器耦合放大电路变压器器具具有有隔隔离离直直流流、通通交交流流的的特特性性，因此因此变压器耦合放大器耦合放大电

40、路具有如下特点：路具有如下特点：（1）各各级的的静静态工工作作点点相相互互独独立立，互互不影响，利于放大器的不影响，利于放大器的设计、调试和和维修。修。（2）同同阻阻容容耦耦合合一一样，变压器器耦耦合合低低频特特性性差差，不不适适合合放放大大直直流流及及缓慢慢变化化的的信号信号,只能只能传递具有一定具有一定频率的交流信号。率的交流信号。（3）可可以以实现电压、电流流和和阻阻抗抗的的变换，容易，容易获得得较大的大的输出功率。出功率。（4）输出温度漂移比出温度漂移比较小。小。（5）变压器器耦耦合合电路路体体积和和重重量量较大大，不便于做成集成不便于做成集成电路。路。2.6.2 多多级放大放大电路的

41、分析路的分析1.多多级放大放大电路的路的电压放大倍数放大倍数Au图图2.47所示为多级放大电路的框图所示为多级放大电路的框图图2.47 多级放大电路动态参数框图 2.多多级放大放大电路的路的输入入电阻阻Ri多多级放放大大电路路的的输入入电阻阻Ri等等于于从从第第一一级放放大大电路路的的输入入端端所所看看到到的的等等效效输入入电阻阻Ri1。即：即：Ri=Ri13.多多级放大放大电路的路的输出出电阻阻Ro多多级放放大大电路路的的输出出电阻阻Ro等等于于从从最最后后一一级（末末级）放放大大电路路的的输出出端端所所看看到到的等效的等效电阻阻Ro末末。即：即：Ro=Ro末末注注意意：求求解解多多级放放大

42、大电路路的的动态参参数数Au、Ri、Ro时，一一定定要要考考虑前前后后级之之间的相互影响。的相互影响。（1）要要把把后后级的的输入入阻阻抗抗作作为前前级的的负载电阻；阻；（2）前前级的的开开路路电压作作为后后级的的信信号号源源电压，前前级的的输出出阻阻抗抗作作为后后级的信号源阻抗。的信号源阻抗。2.6.3 复合管复合管复复合合管管是是由由两两个个或或两两个个以以上上的的三三极极管管按按照照一一定定的的连接接方方式式组成成的的等等效效三三极极管管,又又称称为达林达林顿管。管。1.复合管的复合管的结构构复复合合管管可可以以由由相相同同类型型的的管管子子复复合合而而成成，也也可可以以由由不不同同类型

43、型的的管管子子复复合合连接接，其其连接接的的方方法法有有多多种种。连接接的的基基本本规律律为小小功功率率管管放放在在前前面面，大大功功率率管管放放在在后后面面；连接接时要要保保证每每管管都都工工作作在在放放大大区区域域，保保证每每管管的的电流流通通路路。图2.48所所示示为四四种种常常见的复合管的复合管结构。构。图2.48 四种常见的复合管结构 2.复合管的特点复合管的特点（1）复复合合管管的的类型型与与组成成复复合合管管的第一只三极管的的第一只三极管的类型相同。型相同。（2）复复合合管管的的电流流放放大大系系数数近近似似为组成成该复复合合管管的的各各三三极极管管电流流放放大大系系数的乘数的乘

44、积。即：即：1232.7放大放大电路的路的频率响率响应2.7.1 频率响率响应的基本概念的基本概念1.频率响率响应放放大大倍倍数数随随信信号号频率率变化化的的关关系系称称为放放大大电路路的的频率率特特性性，也也叫叫频率率响响应。频率响率响应包含幅包含幅频响响应和相和相频响响应两部分。两部分。用用关关系系式式Au=Au(f)(f)来来描描述述放放大大电路路的的电压放放大大倍倍数数与与信信号号频率率的的关关系系。其其中中Au(f)表表示示电压放放大大倍倍数数的的模模与与信信号号频率率的的关关系系，叫叫幅幅频响响应；(f)表表示示放放大大电路路的的输出出电压uo与与输入入电压ui的的相相位位差差与与

45、信信号号频率的关系，叫相率的关系，叫相频响响应。.2.上、下限上、下限频率和通率和通频带图2.49所示所示为阻容耦合放大阻容耦合放大电路的幅路的幅频响响应。从。从图中可以看出，在某一段中可以看出，在某一段频率范率范围内，放大内，放大电路的路的电压增益增益|Au|与与频率率f无无关，是一个常数，关，是一个常数，这时对应的增益称的增益称为中中频增益增益Aum；但随着信号；但随着信号频率的减小或增加，率的减小或增加，电压放大倍数放大倍数|Au|明明显减小。减小。.图2.49 阻容耦合放大电路的幅频响应 （1）下限）下限频率率fL和上限和上限频率率fH定定义：当当放放大大电路路的的放放大大倍倍数数Au

46、下下降降到到0.707Aum时，所所对应的的两两个个频率率分分别叫叫做放大做放大电路的下限路的下限频率率fL和上限和上限频率率fH。（2）通）通频带BW fL和和fH之之间的的频率率范范围称称为放放大大电路路的通的通频带，用，用BW表示。表示。即：即：BW=fH-fL3.影响放大影响放大电路路频率特性的主要因素率特性的主要因素放大电路中除有电容量较大的、串接放大电路中除有电容量较大的、串接在支路中的隔直耦合电容和旁路电容外，在支路中的隔直耦合电容和旁路电容外，还有电容量较小的、并接在支路中的极间还有电容量较小的、并接在支路中的极间电容以及杂散电容。因此，分析放大电路电容以及杂散电容。因此，分析

47、放大电路的频率特性时，为分析的方便，常把频率的频率特性时，为分析的方便，常把频率范围划分为三个频区：低频区、中频区和范围划分为三个频区：低频区、中频区和高频区，如图高频区，如图2.49所示。所示。（1）低）低频区区若若信信号号的的频率率ffL，称称此此频率率区区域域为低低频区。区。（2）中）中频区区若若信信号号的的频率率fLffH，称称此此频率率区域区域为中中频区。区。（3）高）高频区区若信号的频率若信号的频率ffH，称此频率，称此频率区域为高频区。区域为高频区。2.7.2 单级共射放大共射放大电路的路的频率响率响应图2.50所所示示为单级阻阻容容耦耦合合基基本本共共射射放大放大电路及其路及其

48、频率特性。率特性。图图2.502.50单级单级阻容耦合基本共射放大阻容耦合基本共射放大阻容耦合基本共射放大阻容耦合基本共射放大电电路及其路及其路及其路及其频频率特性率特性率特性率特性1.单级共射放大共射放大电路的中路的中频响响应2.单级共射放大共射放大电路的低路的低频响响应在低频区，要考虑隔直耦合电容和旁在低频区，要考虑隔直耦合电容和旁路电容的影响。路电容的影响。图图2.51所示为单级共射电所示为单级共射电路的低频微变等效电路。路的低频微变等效电路。图2.51 单级共射电路的低频微变等效电路 3.单级共射放大共射放大电路的高路的高频响响应在高频区，主要考虑极间电容的影响。在高频区，主要考虑极间

49、电容的影响。因为极间电容的分流作用，这时三极管的因为极间电容的分流作用，这时三极管的电流放大系数电流放大系数不再是一个常数，而是信号不再是一个常数，而是信号频率的函数。因此三极管的中频微变等效频率的函数。因此三极管的中频微变等效电路模型在这里不再适用，分析时要用三电路模型在这里不再适用，分析时要用三极管的高频微变模型。极管的高频微变模型。2.7.3 多多级放大放大电路的路的频率响率响应1.多多级放放大大电路路的的幅幅频响响应为各各单级幅幅频响响应的叠加的叠加在多在多级放大放大电路中，有路中，有电压放大倍数：放大倍数：Au=Au1Au2Au3采用分采用分贝为单位，位，则有：有：20lgAu=20

50、lgAu1+20lgAu2+20lgAu3+2.多多级放放大大电路路的的相相频响响应为各各单级相相频响响应的叠加的叠加=1+2+3+3.多多级放大放大电路的通路的通频带图图2.52所示为两级阻容耦合放大电路所示为两级阻容耦合放大电路的幅频响应。的幅频响应。 图2.52 两级放大电路的幅频响应 多多级放放大大电路路的的下下限限频率率高高于于组成成它它的的任任一一单级放放大大电路路的的下下限限频率率；而而上上限限频率率则低低于于组成成它它的的任任一一单级放放大大电路路的的上上限限频率率；通通频带窄窄于于组成成它它的的任任一一单级放大放大电路的通路的通频带。2.8放大电路中的噪声与干扰放大电路中的噪

51、声与干扰2.8.1 放大放大电路中的噪声路中的噪声噪噪声声主主要要由由放放大大电路路中中电阻阻的的热噪噪声声和三极管的噪声所构成。和三极管的噪声所构成。1.噪声的种噪声的种类和性和性质（1）电阻的阻的热噪声噪声（2）三极管的噪声）三极管的噪声2.放大放大电路的噪声指路的噪声指标放放大大电路路噪噪声声性性能能的的好好坏坏可可用用等等效效输入入噪噪声声电压密密度度、等等效效输入入噪噪声声电流流密密度度、输出端信噪比和噪声系数等来出端信噪比和噪声系数等来评价。价。3.减小噪声的措施减小噪声的措施（1）选用低噪声的元器件用低噪声的元器件（2）选用合适的放大用合适的放大电路路（3）加）加滤波波环节或引入

52、或引入负反反馈电路路2.8.2 放大放大电路中的干路中的干扰干扰是外界因素对放大电路中各部分干扰是外界因素对放大电路中各部分的影响所造成的。的影响所造成的。对于于杂散散电磁磁场的的干干扰，可可采采取取下下列列措施措施进行抑制。行抑制。（1）合理布局）合理布局（2）屏蔽）屏蔽2.由由于于接接地地点点安安排排不不正正确确而而引引起起的的干干扰及抑制措施及抑制措施图图2.532.53接地点安排不正确的放大接地点安排不正确的放大接地点安排不正确的放大接地点安排不正确的放大电电路路路路 图2.54接地点安排正确的放大接地点安排正确的放大电路路图图2.55RC去耦去耦电路防止干路防止干扰的放大的放大电路路

53、3.由由于于电源源电压的的波波动而而引引起起的的干干扰及抑制措施及抑制措施（1）由于直流）由于直流电源源电压波波动引起的干引起的干扰（2）由于交流）由于交流电源源窜入的干入的干扰2.9实际应用用电路路举例例2.9.1 高高输入入阻阻抗抗、低低噪噪声声前前置置放放大大电路路如图如图2.56所示，电路采用三级放大，所示，电路采用三级放大，三级之间均采用直接耦合方式。三级之间均采用直接耦合方式。图2.56 高阻抗、低噪声前置放大电路 2.9.2 低阻抗低阻抗传声器前置放大声器前置放大电路路图2.57所所示示为低低阻阻抗抗传声声器器前前置置放放大大电路路。放放大大电路路为三三级放放大大，第第一一级和和第第二二级之之间采采用用阻阻容容耦耦合合方方式式传递信信号号，第第二二级和和第三第三级之之间用直接耦合方式用直接耦合方式传递信号。信号。图图2.57低阻抗传声器前置放大电路低阻抗传声器前置放大电路2.9.3 单位增益位增益缓冲器冲器图图2.58所示为单位增益缓冲器。电路为所示为单位增益缓冲器。电路为两对射极跟随器构成的单位增益缓冲器。两对射极跟随器构成的单位增益缓冲器。图2.58单位增益位增益缓冲器冲器