模拟电路 第10讲 多级放大电路
浅析模拟电路中多级放大器放大倍数与通频带的关系
143Design Ideas 我们知道，单极放大器，其电压放大倍数只能达到几十到几百， 然而在实际工作中基本放大电路所得到的信号往往都是非常微弱的， 要将其放大到能推动负载工作的程度，仅通过单级放大器远远达不到实际要求。
因此，必须通过多个单级放大电路连续多次放大才可满足实际要求在电子线路中，多级放大电路是由两级或两级以上单级放大电路连接成的。
为了满足实际要求，必须通过下列三种方式中的任一种进行耦合：一、阻容藕合级与级之间通过电容连接，由于电容具有“隔直通交”作用，因此，该电路的优点是各级电路静态工作点，彼此独立互不影响，这给放大电路的分析、设计和调试带来了很大方便，但电容对交流信号具有一定的容抗，在信号传输过程中会受到一定衰减，尤其对于低频信号容抗很大，不便于传输。
此外，在集成电路中，制造大容量的电容很困难，所以这种祸合方式下的多级放大器电路不便于集成。
二、直接祸合为了避免电容对缓慢变化的信号在传输过程中带来的不良影响， 我们可以把级与级之间直接用导线连接起来，这种连接方式称为直接藕合。
其优点是即可以放大交流信号，也可以放大直流信号和变化非常缓慢的信号，而且电路简单，便于集成，但该电路存在各级静态工作点，相互牵制和零点漂移这两个缺点。
三、变压器藕合级与级之间通过变压器连接，该电路的优点是因变压器不能传输直流信号，只能传输交流信号和进行阻抗，所以各级电路静态工作点相互独立，互不影响。
改变变压器的匝数比，容易实现阻抗变换，因而容易获的较大输出功率，但变压器体积大而且重，不便于集成也不能传送直流和变化非常缓慢的信号。
为了讨论基本放大电路的性能，我们是以单一频率的正弦信号为研究对象的。
通频带是放大器频率响应的一个重指标。
通频带越宽，表示放大器工作频率范围越宽。
但放大倍数与通频带之间也存在着矛盾。
在放大器中，由于存在藕合电容，旁路电容以及三极管的结电容与电路中的杂散电容，它们的容抗都将随频率而变化，从而影响信号的传输效果，使同一放大电路对不同频率的信号具有不同放大作用。
《模拟电子技术》教案(全)
《模拟电子技术》教案（全）模拟电子技术教案信息工程系目录第一章常用半导体器件第一讲半导体基础知识第二讲半导体二极管第三讲双极型晶体管三极管第四讲场效应管第二章基本放大电路第五讲放大电路的主要性能指标及基本共射放大电路组成原理第六讲放大电路的基本分析^p ^p 方法第七讲放大电路静态工作点的稳定第八讲共集放大电路和共基放大电路第九讲场效应管放大电路第十讲多级放大电路第十一讲习题课第三章放大电路的频率响应第十二讲频率响应概念、RC电路频率响应及晶体管的高频等效模型第十三讲共射放大电路的频率响应以及增益带宽积第四章功率放大电路第十四讲功率放大电路概述和互补功率放大电路第十五讲改进型OCL电路第五章模拟集成电路基础第十六讲集成电路概述、电流电路和有负载放大电路第十七讲差动放大电路第十八讲集成运算放大电路第六章放大电路的反馈第十九讲反馈的基本概念和判断方法及负反馈放大电路的方框图第二十讲深度负反馈放大电路放大倍数的估算第二十一讲负反馈对放大电路的影响第七章信号的运算和处理电路第二十二讲运算电路概述和基本运算电路第二十三讲模拟乘法器及其应用第二十四讲有滤波电路第八章波形发生与信号转换电路第二十五讲振荡电路概述和正弦波振荡电路第二十六讲电压比较器第二十七讲非正弦波发生电路第二十八讲利用集成运放实现信号的转换第九章直流电第二十九讲直流电的概述及单相整流电路第三十讲滤波电路和稳压管稳压电路第三十一讲串联型稳压电路第三十二讲总复习第一章半导体基础知识本章主要内容本章重点讲述半导体器件的结构原理、外特性、主要参数及其物理意义，工作状态或工作区的分析^p ^p 。
首先介绍构成PN结的半导体材料、PN结的形成及其特点。
其后介绍二极管、稳压管的伏安特性、电路模型和主要参数以及应用举例。
然后介绍两种三极管（BJT和FET）的结构原理、伏安特性、主要参数以及工作区的判断分析^p ^p 方法。
本章学时分配本章分为4讲，每讲2学时。
模拟电路放大器
模拟电路放大器模拟电路放大器是电子工程中常见的一种设备，它能够将输入信号放大为更大的输出信号。
在本文中，我们将探讨模拟电路放大器的工作原理、分类以及一些常见的应用场景。
一、工作原理模拟电路放大器的工作原理基于放大器的核心元件——晶体管。
晶体管分为三个区域：发射区、基极区和集电区。
通过输入信号作用于基极区，控制集电区的电流，从而实现信号的放大。
具体来说，模拟电路放大器通常由一个放大电路和一个电源电路组成。
放大电路中包含晶体管、电容器和电阻器等元件，它们协同工作以实现输入信号的放大。
电源电路则提供所需的电源电压和电流。
二、分类根据不同的放大器特性和应用场景，模拟电路放大器可分为多种类型。
以下是几种常见的分类：1. 音频放大器音频放大器广泛应用于音响、电视及无线通信等领域。
它们能够增强音频信号的强度，使其更适合于扬声器或其他音频设备播放。
2. 射频放大器射频放大器主要用于无线通信中，能够放大高频信号，提高信号的传输距离和质量。
3. 差分放大器差分放大器可将两个输入信号之间的差异放大。
它被广泛应用于模拟运算电路、差分放大电路和功率放大电路等。
4. 运算放大器运算放大器是一种高增益、差分输入的放大器，具有较好的线性特性。
它被广泛应用于模拟计算、滤波器和自动控制系统等领域。
三、应用场景模拟电路放大器在各个领域都有重要的应用。
以下是几个常见的应用场景：1. 音频放大音频放大器在音响系统中起到关键作用，能够增强声音并提高音质。
它常用于音响设备、电视和汽车音响系统等。
2. 通信系统射频放大器在无线通信系统中起到放大信号的作用，包括手机、卫星通信和雷达等。
3. 传感器信号放大一些传感器输出的信号很小，需要经过放大才能得到可用的数据。
模拟电路放大器在这种情况下起到关键作用，例如温度传感器、压力传感器等。
4. 仪器测量许多科学测量仪器需要放大微小的电信号，以便进行准确的测量。
模拟电路放大器广泛应用于示波器、频谱分析仪和电压表等仪器中。
模拟电子技术单元10-4：负反馈放大电路的常用4种基本组态
项目模块 扩音器的制作
项目模块 扩音器的制作
单元十 放大电路中的负反馈的认识与应用
一、反馈的概念 二、反馈的作用与类型 三、反馈类型的判断 四、常用负反馈放大电路的4种基本组态 五、负反馈对放大器性能的影响 六、放大电路中引入负反馈的一般原则 七、实训：两级负反馈放大电路的组装调试
3、电压并联负反馈：如下图所示。 1）有无反馈 2）反馈类型
四、常用负反馈放大电路的4种基本组态
4、电流并联负反馈：如下图所示。 1）有无反馈 2）反馈类型
四、常用负反馈放大电路的4种基本组态
负反馈基本组态四种类型：电压串联负反馈，电压并联负反馈 ，电流串联负反馈，电流并联负反馈。 1、电压串联负反馈：如下图所示。
1）有无反馈 2）反馈类型
四、常用负反馈放大电Байду номын сангаас的4种基本组态
2、电流串联负反馈：如下图所示。 1）有无反馈 2）反馈类型
四、常用负反馈放大电路的4种基本组态
模拟电子技术 第十章 集成运算放大电路
I I 0
虚断
对于工作在非线性区的应用电路，上述两个特点是分析其 输入信号和输出信号关系的基本出发点。
19
什么情况下放工作于非线性区？
运放在非线性区的条件：
电路开环工作或引入正反馈！ iF
ui
UO RF UOPP U+-U-
iI
R1
i+ + i- -
Auo
uO
R
-UOPP
20
实际运放 Auo ≠∞ ，当 u+ 与 u-差值比较小时， 仍有 Auo (u+ u- )，运放工作在线性区。
在运算电路中，无论输入电压，还是输出电压， 均是对“地”而言的。
23
一、比例运算电路
作用：将信号按比例放大。 类型：反相比例放大、同相比例放大。 方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联 负反馈。这样输出电压与运放的开环放大倍
数无关，与输入电压和外围网络有关。
24
一、比例运算电路
1.反相比例运算电路
虚短 虚断
2. 理想运放的输入电流等于零。
对于工作在线性区的应用电路，“虚短”和“虚断”是 分析其输入信号和输出信号关系的基本出发点。
17
如何使运放工作在线性区？
理想运放的线性区趋近于0，为了扩大运放的线性区 或使其具有线性区，需给运放电路引入负反馈： 运放工作在线性区的条件： 电路中有负反馈！
但线性区范围很小。
uO
例如：F007 的 UoM = ± 14 V，Auo 2 × 105 ， 线性区内输入电压范围
实际特性
0 u+u
U OM u u Auo 14 V 2 105 70 μV
非线性区
模拟电路放大器基础
ED
RD
RG
RS
CS
放大单元由场效应管及周边元件组称为场效应管放大电路
Ui
RL
R1
Rf
UO直流电源，直流电源有两个作用：一是给放大单元提供正确的偏置，使其工作在放大状态，（如使晶体三极管发射结正偏，集电结反偏）。二是为输出信号提供能量，信号通过放大电路使输出电压或电流得到放大，也就是信号功率得到放大，而直流电源就提供了输出功率。
得到直流通路
IBEQ
UBEQ
UCC
RB
RC
UCEQ
（2）写出三极管输入、输出回路负载方程
由输入回路可以得到
由输出回路可以得到
（3）在输入、输出特性曲线的伏安平面上分别画出输入、输出回路负载线
UCC
0
IBQ
输入特性曲线
输入回路直流负载线
其交点Q所对应的电流和电压就是工作点电流和电压
输出特性曲线
放大器的输入阻抗定义为：
如果电路中所有的电抗性元件均不予考虑，那么输入阻抗就可用输入电阻来表示：
放大器的输出阻抗是将负载断开后，信号源为零时，从输出端看进去的等效阻抗，可用戴维南定理来求，即：
3．非线性失真
具有放大作用的电子器件一般都是非线性器件，信号经过放大器后，必然产生某种程度的失真。当输入单一频率的正弦信号时，输出信号将是一个周期性的非正弦波，即输出信号新的谐波分量产生，基波频率和输入信号频率相同，为有用信号，谐波分量就是由电子器件的非线性引起的。显然，谐波成分比例越大，失真就越大。这种因电子器件非线性特性引起的产生新的谐波分量的失真称为非线性失真。
进行静态分析必须先得到放大电路的直流通路。
例2-1 如图所示固定偏置放大电路，已知RB =200 K，RC =3K，UCC = 12V，=50，试计算该电路的静态工作点。（设晶体管为硅管，UBE = 0.6V）
模拟电路课件第三章多级放大电路
直接耦合多级放大电路的调试与优化
01
调整偏置电路，减小静态工作点 漂移。
02
引入负反馈，改善电路的稳定性 。
阻容耦合多级放大电路的调试与优化
阻容耦合多级放大电路的调试 检查各级放大器的输入和输出阻抗，确保匹配。
调整耦合电容和旁路电容，避免信号失真。
阻容耦合多级放大电路的调试与优化
检查反馈电路，避免自激振荡。 阻容耦合多级放大电路的优化
分析时需要计算各级的电压增益和总 电压增益，并考虑信号的相位和频率 响应。
变压器耦合多级放大电路的分析方法
变压器耦合多级放大电路中，各级通过变压器进行耦合，可以实现阻抗变换和电平 移动。
分析时需要计算各级的电压增益和总电压增益，并考虑变压器的匝数比和信号的相 位和频率响应。
变压器耦合多级放大电路的优点是具有阻抗变换和电平移动功能，缺点是结构复杂、 体积较大。
04
多级放大电路的设计与实现
直接耦合多级放大电路的设计与实现
设计要点
选择合适的晶体管、电阻和电容元件，以实现信号的放大和 传输。同时，需要考虑零点漂移和噪声干扰等问题，采取相 应的措施进行抑制。
实现难点
直接耦合多级放大电路的零点漂移问题较为突出，需要采取 有效的措施进行抑制，以保证电路的稳定性和可靠性。
模拟电路课件第三章多级 放大电路
• 多级放大电路概述 • 多级放大电路的工作原理 • 多级放大电路的分析方法 • 多级放大电路的设计与实现 • 多级放大电路的调试与优化
01
多级放大电路概述
多级放大电路的定义与组成
定义
多级放大电路是由两个或两个以 上的单级放大电路按照一定的拓 扑结构组合而成的电路系统。
益和带宽。
直接耦合多级放大电路的优点是 结构简单、易于集成，缺点是级 间耦合较复杂，容易产生零点漂
模拟电路 多级放大电路题解
第三章 多级放大电路自 测 题一、判断下列说法是否正确，凡对的在括号内打“√”，否则打“×”。
（1）现测得两个共射放大电路空载时的电压放大倍数均为－100，将它们连成两级放大电路，其电压放大倍数应为10000。
( )（2）阻容耦合多级放大电路各级的Q 点相互独立，( )它只能放大交流信号。
( )（3）直接耦合多级放大电路各级的Q 点相互影响，( )它只能放大直流信号。
( )（4）只有直接耦合放大电路中晶休管的参数才随温度而变化。
( ) （5）互补输出级应采用共集或共漏接法。
( )解：（1）× （2）√ √ （3）√ × （4）× （5）√二、现有基本放大电路：A.共射电路B.共集电路C.共基电路D.共源电路E.共漏电路根据要求选择合适电路组成两级放大电路。
（1）要求输入电阻为1k Ω至2k Ω，电压放大倍数大于3000，第一级应采用 ，第二级应采用 。
（2）要求输入电阻大于10M Ω，电压放大倍数大于300，第一级应采用 ，第二级应采用 。
（3）要求输入电阻为100k Ω～200k Ω，电压放大倍数数值大于100，第一级应采用 ，第二级应采用 。
（4）要求电压放大倍数的数值大于10，输入电阻大于10M Ω，输出电阻小于100Ω，第一级应采用 ，第二级应采用 。
（5）设信号源为内阻很大的电压源，要求将输入电流转换成输出电压，且1000io ＞I U A ui ，输出电阻R o ＜100，第一级应采用 ，第二级应采用 。
解：（1）A ，A （2）D ，A （3）B ，A （4）D ，B（5）C，B三、选择合适答案填入空内。
（1）直接耦合放大电路存在零点漂移的原因是。
A.电阻阻值有误差B.晶体管参数的分散性C.晶体管参数受温度影响D.电源电压不稳定（2）集成放大电路采用直接耦合方式的原因是。
A.便于设计B.放大交流信号C.不易制作大容量电容（3）选用差分放大电路的原因是。
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题3-2
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多根据每级所处的位置和作用的不同，多级放大电路大 致可分为三部分：输入级、中间级和输出级。 根据作用不同，有所增减。 若驱动音箱，则需要推动级， 而晶体管毫伏表，则不需要推动级。
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二、级间耦合方式
耦合方式： 在多级放大器中各级之间、放大电路与信号源之间、放 大电路与负载之间的连接方式。
主要原因：温度的变化对晶体管参数的影响以及电源电压的 波动等
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（二）阻容耦合：各级通过电阻、电容连接
1、优点： （a）工作点彼此独立； （b）易实现； （c）成本低。 2、缺点： （耦合电容） （a）只传递交流； （b）不易集成； （c）低频响应不好。 （在分立元件的放大电路中获得了广泛应用）
1、输入阻抗高，向信号源索取电流很小 “CC”、场效应管放大电路等
2、能抑制噪声、干扰
差放
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信号源 输入级
中间级
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推动级
输，提供足够大的电压放大，
又称之为电压放大级。
CE
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信号源 输入级
中间级
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推动级
输出级
（三）推动级（激励级或末前级）： 给输出级提供足够的激励
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(二) 输入电阻、输出电阻:
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一般情况： ri → 输入级ri1 ro → 输出级ron
特殊情况:
输入级为“CC”， ri还和下一级有关
输出级为“CC”， ro还和前一级有关
对电压放大电路的要求：ri大， ro小，Au的数值大，最 大不失真输出电压大。
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(三) 输出、输入电压的相位关系: (﹣1)n
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（三） 变压器耦合：各级通过变压器相连 1、优点: （a）匹配好、耗能少； （b）Q点独立、可实现阻抗转换。 2、缺点: （a）频带窄、体积大； （b）笨重、非线性失真大； （c）只传递交流； （d）无法集成。
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题3-2
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“CC”作为输入级， 输入阻抗高，与信号源 匹配好
1、优点： （a）能传递各种信号； （b）易集成； （c）频率特性好。
2、缺点： （a） 工作点不独立； （b）设计和调试较复杂； （c）出现零点漂移。
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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。
形成：直接耦合式放大电路的各级的Q点是相互影响的，由 于各级的放大作用，第一级的微弱变化，会使输出级产生 很大的变化。当输入为零时，由于某些原因（例如温度） 使输入级的Q点发生微弱变化 ，输出将随时间缓慢变化， 这样就形成了零点漂移。
对级间耦合电路的要求： （1）保证信号通畅地、不失真地传输到下一级， 尽量减
少损失； （2）保证各级有合适的静态工作点。
多级放大电路的耦合方式通常有三种： 直接耦合、阻容耦合及变压器耦合。
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(a)直接耦合 (b)阻容耦合
(c)变压器耦合
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(一)直接耦合：级与级之间直接连接
中间级输出的信号只将电压放大， 驱动负载有时需要功率。 （四）输出级：
输出电阻小，带负载能力强。
CC
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第二章内容
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第五章内容
将输入的微弱信号加以放 大，以获得一定电压放大 倍数。 他们所放大的信号幅度比 较小，因此，又称为小信 号放大器。
推动级和输出 级所放大的信 号幅度很大
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第三章 多级放大电路 与频率响应
本章教学主要内容
第一节：多级放大电路 第二节：放大电路的频率响应 第三节：放大电路的线性与非线性失真问题
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第一节：多级放大电路
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一、放大电路的组成
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信号源 输入级
中间级
推动级
输出级
（一）输入级（前置级）：
“CE”承担放大任务， 是中间级也是输出级
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三、多级放大电路的性能指标
(一）放大倍数:
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Au
Uo Ui
Uo1 Ui
Uo2 Ui2
Uo Uin
n j 1
Auj
Au＝Au1×Au2×Au3×…×Aun 注意：应将后一级的输入电阻作为前一级负载
或将前一级作为后一级的信号源来考虑 （电压为前一级的开路电压，内阻为前 一级的输出电阻）