多级放大电路耦合方式(2)

由于信号的传送是靠电磁感应进行，对于直流或 变化缓慢的传感器信号无法顺利传输过去；对于较高 的信号频率，由于变压器的漏感和分布电容的影响， 会使放大的高频特性产生畸变。
用做功率放大器和选频放大器。
三种耦合方式的应用：
一、直接耦合: A1
A2
集成电路中都采用直接耦合放大电路。
一般用于放大直流信号或缓慢变化的信号。
第三章 多级放大电路 概述
当单级放大电路不能满足多方面的性能要求 （如Au＝104、Ri=2MΩ、 Ro=100Ω）时，应考 虑采用多级放大电路。组成多级放大电路时首 先应考虑如何“连接”几个单级放大电路，耦 合方式即连接方式。
常见耦合方式有：直接耦合、阻容耦合、变 压器耦合、光电耦合等。
组成多级放大电路的每一个基本电路称为一 级，级与级之间的连接称为级间耦合。
直接耦合的特点：
优点： 1）便于集成化 2）低频特性好，能放大低频甚至直流信号
缺点： 1）存在直流静态工作点配置问题。 各级静态工作点相互影响，难设计和调试。 2）存在着严重的零点漂移问题。
已知：Rb1=20k，Rb2=150k，Rc1=3k，Rc2=2k， VCC=12V，β1=β2=50，UBEQ1=UBEQ2=0.7V
在动态信号作用时容易产生饱和失真
2）由于采用同种类型的管子，级数不能太多。
VC1=VB2 VC2>VB2即 VC2>VC1 后极的集电极电位会逐极升高，以至于接近电源。
能够放大变化缓慢的信号，便于集成化，Q点相 互影响，存在零点漂移现象。输入为零，输出产生变
化的现象称为零点漂移。
改进1：
抬高T2管的基极电位，T2端增加发射极电阻Re2。
Rb2
U+ i
Rb1
Rc1 T1
+VCC Rc2
+
T2
U O
_
解： 前级的集电极电位恒等于后级的基极电位 VC1=VB2=0.7V
IB1VCR C b U 2BEQ UR Bb1EQ 0.04m 6A
IC1IB12.3mA
IB2V C R C C 1 V C 1IC 113 2 K 0.72.31.5mAIB2IBS
一、优点： 1）静态工作点
由于电容隔直流 ，所以它们的直流通路各不相 通，静态工作点相互独立。
二、缺点：
1）有大容量的电容，不便于集成。 2）低频特性差
对低频信号呈现较大容抗，信号的一部分甚至全 部衰减在耦合电容上，信号无法向后级传递。
3.1.3 变压器耦合
放大电路的前级输出端通过变压器接到后级输入 端或负载上。
AurR bLe (RL (N N1 2)2RL)
根据所需要的电压放大倍数，选择合适的匝 数比，使负载电阻上获得足够大的电压。
理想变压器情况下，负载上获得的功率等 于原边消耗的功率。
变压器耦合的特点：
优点： 1）静态工作点相互独立 2）可以实现阻抗变换
缺点： 1）笨重，不便于集成 2）高、低频率特性都很差
Rb2
Rc1
+VCC Rc2
T1
U+ i
Rb1
+
T2
U O
Re2 _
结果：两极均可得到合适的Q点 但电压放大倍数大大下降，影响整个电路的放大能力。
改进2： 使用二极管或稳压二极管取代T2的发射极电阻Re2
Rb2
U+ i
Rb1
Rc1 T1
Rc2
R
+
T2
U O
DZ _
结果：既可以设置合适的静态工作点，对放大电路 的放大能力影响也不大。
晶体管处于饱和状态，失去放大作用。
解：增加稳压管DZ，稳定电压为4V
+VCC
Rb2
U+ i
Rb1
Rc1 T1
Rc2
R
+
T2
U O
DZ _
前级的集电极电位VC1=DZ+VB2=4.7V IBQ1=0.046mA，ICQ1=2.3mA不变，
IB 2V C R C C 1 V C 1IC 113 2 K 4.72.30.1m 7 A
3.1.1 直接耦合 将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端。
Rb2
U+ i
Rb1
Rc1
T1
+VCC
Rc2
+
T2
U O
直接耦合两级放大电路
RC1既作为第一级的集电级电阻又作为第二级的 基极电阻。
存在两个问题： 1）第一级的静态工作点接近饱和区。
静态：T2管正常工作UBEQ2=0.7V T1管：UCEQ1=UBEQ2=0.7V，靠近饱和区
二、阻容耦合:
A1
A2
用于交流信号的放大。
三、变压器耦合: A1
A2
用于功率放大及调谐放大。
3.2 多级放大电路的动态分析
一、电压放大倍数
ii
2
Au2
第二级
uo2 uin
Aun
末级
RL uo
A uu u o iu u o i1u u o i2 2u u o i3 .3 .u u o i.nn A u 1 A u2 A un
1.通交流隔直流
变压器利用电磁感应原理在原副线圈之间传递交流 电能的，直流电产生的是恒磁场，也就不能在原、副 线圈中传递，所以变压器也能起到隔直流的作用。
2.变压器能改变电压和阻抗
变比n=N1/N2
u1 nu2
i1
1 n
i2
理想变压器模型
R U i11n1niU 22n2U i22n2R
电压放大倍数：
其中， n 为多级放大电路的级数。 ∴总电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积。
U O V C C IC2Q R C 27.7v5处于放大状态。
3.1.2 阻容耦合 放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端。
+Vcc
+Vcc
R3 R1
R5
_+
+
+
ui
c1
R2
T1
uo
R4
+ c3
_
_
+
C2
ui
_
T2
+ c4
+
R6
RL uo
_
典型的Q点稳定电路
共集放大电路
两级阻容耦合放大电路 C1 C2 C4的作用?
Re2 T2
+VCC
UCQ1 （ UBQ2 ） ＞ UBQ1 UCQ2 ＜ UCQ1
Rc2 U+_ O
利用NPN型管和PNP型管进行电平移动
问题的提出： 在用NPN型管组成N级共射放大电路，由于 UCQi＞ UBQi，所以 UCQi＞ UCQ(i-1）（i=1～N），以致于后 级集电极电位接近电源电压，Q点不合适。
稳压管 伏安特性
小功率管多为5mA
必要性？
由最大功耗得出
rz＝Δu /Δi，小功率管多为几欧至二十几欧。 UCEQ1太小→加Re（Au2数值↓）→改用D→若要UCEQ1大
，则改用DZ。
改进3：为了解决第二个问题，可以在电路中采用不同类
型的管子，即NPN和PNP管配合使用 。
Rb2
U+ i
Rb1
Rc1 T1