变压器耦合放大电路
4-1 多级放大电路习题
第四章§4.1 多级放大电路习题（一）考核内容3．掌握多级放大电路耦合方式、特点。
4.1 多级放大电路4.4.1 多级放大电路的耦合方式在多级放大电路中,将级与级之间的连接方式称为耦合方式.。
一般常用的耦合方式有：阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。
1、阻容耦合：将放大器通过电容和下一级的输入电阻连接的方式称为阻容耦合方式。
阻容耦合放大电路的优点是:(1)因电容具有“隔直”作用，所以各级电路的静态工作点相互独立，互不影响。
这给放大电路的分析、设计和调试带来了很大的方便。
此外，还具有体积小、重量轻等优点。
(2)在信号传输过程中，交流信号损失小。
阻容耦合放大电路的缺点是:(1)因电容对交流信号具有一定的容抗，若电容量不是足够大，则在信号传输过程中会受到一定的衰减。
尤其不便于传输变化缓慢的信号。
(2) 在集成电路中制造大容量的电容很困难，所以这种耦合方式下的多级放大电路不便于集成。
2直接耦合为了避免在信号传输过程中，耦合电容对缓慢变化的信号带来不良影响，把前一级输出端（或经过电阻等）直接接到下一级的输入端，这种连接方式称为直接耦合。
直接耦合的优点是:(1)既可以放大交流信号，也可以放大直流和变化非常缓慢的信号。
(2)电路简单，便于集成，所以集成电路中多采用这种耦合方式。
直接耦合的缺点是:(1) 直接耦合放大电路的各级静态工作点相互影响，各级静态工作点相互牵制。
(2) 存在零点漂移。
多级放大电路的直接耦合是指前一级放大电路的输出直接接在下一级放大电路的输入端，很显然直接耦合放大电路的各级静态工作点相互影响，并且还存在零点漂移现象，即当输入信号为零时，受环境温度等因素的影响，输出信号不为零，而是在静态工作点附近上下变化。
【概念】零点漂移：指当输入信号为零时，输出信号不为零，而是在静态工作点附近上下变化。
原因：放大器件的参数受温度影响而使Q 点不稳定。
也称温度漂移。
放大电路级数愈多，放大倍数愈高，零点漂移问题愈严重。
OTL电路组成特点及工作原理教案
OTL电路组成特点及工作原理教案一、引言OTL电路（Output TransformerLess Circuit）是一种无输出变压器的功率放大电路，它具有简单的构造和高效率的特点。
本教案将详细介绍OTL电路的组成特点及工作原理。
二、OTL电路的组成特点1. 无输出变压器OTL电路是一种无输出变压器的功率放大电路，相比传统的输出变压器放大电路，OTL电路可以减少体积、重量和成本，并提高输出效率。
2. 高功率放大OTL电路采用直接耦合方式，可以实现高功率放大。
传统的输出变压器放大电路存在功率损耗，而OTL电路通过直接耦合方式传递信号，减少了功率损耗，提高了功率放大效果。
3. 低频特性好OTL电路在低频段具有良好的特性，可以实现低频信号的放大和传递。
这对于音频放大器等需要保持音质的应用非常重要。
4. 稳定性高OTL电路的稳定性较高，可以在不影响放大效果的情况下保持稳定的工作状态。
这使得OTL电路在长时间使用和高功率放大时能够保持良好的性能。
三、OTL电路的工作原理1. 工作原理概述OTL电路的工作原理基于直接耦合的方式，通过放大器的输入信号直接传递到输出端，实现信号的放大和传递。
具体来说，OTL电路由输入级、驱动级和输出级组成。
2. 输入级输入级是OTL电路的第一级，负责将输入信号传递到驱动级。
输入级通常采用差模放大器，可以实现对输入信号的放大和处理，提高输入信号的灵敏度和抗干扰能力。
3. 驱动级驱动级是OTL电路的第二级，负责将输入级放大的信号传递到输出级。
驱动级通常采用共射放大器或共基放大器，可以对输入信号进行进一步放大和处理，以适应输出级的工作要求。
4. 输出级输出级是OTL电路的最后一级，负责将驱动级放大的信号传递到输出端。
输出级通常采用功率管或功率晶体管，可以实现对输入信号的最终放大和输出。
5. 反馈电路OTL电路通常会使用反馈电路来提高放大器的稳定性和线性度。
反馈电路可以将输出信号与输入信号进行比较，并通过控制电路对放大器进行调整，使得输出信号更加准确和稳定。
多级放大电路的耦合方式
01.
掌握阻容耦合
04.
本 节 学 习 要 点 和 要 求
02.
了解变压器耦合原理
05.
多级放大电路的耦合方式
03.
了解光电耦合原理
06.
目录
CONTENTS
多级放大电路耦合方式主页
01.
结束
04.
直接耦合
02.
变压器耦合
05.
阻容耦合
03.
吐鲁蕃班公寺
06.
多级放大电路的耦合方式主页
CONTENTS
直接耦合方式
④NPN与PNP型混合耦合方式
1、直接耦合方式的特点
继续
PNP 型管正常工作时，电压的极性与NPN刚好相反，集电极比基极电位要低，两种类型的管混用，可以把输出端升高了的直流电位降下来。
+VCC
T1
T2
Rb1
Rc1
Rb2
Re2
+
2、直接耦合方式的改进
③用稳压二极管代替Re
②用二极管正向连接代替Re
+VCC
T1
T2
Rb2
+
-
uI
Rc1
Rb1
Rb2
uO
+
Re2
Re1
RL
Ce
C3
C1
将前一级的输出端通过电容器连接到后一级的输入端，称为阻容耦合。
C2
第一级的输出经电容器与第二级的输入相连，信号的传递必须经过电容器。这是阻容耦合的特点。
C2
Rb2
rbe2
(1+2)(Re2 //RL )
Rc1
Rb2
Re2
+
2、直接耦合方式的改进
第6章级联放大电路
Rs
+ us -
ri1
VT1 +
+ ui -
uo1 -
ri2
（a) 多级放大电路图
VT2 +
RE2 uo -
VT1 +
Rs
uo1 ri2
+
-
us
-
（b) 输入电阻法
级联放大器电压增益AU
AU
uo ui
AU1 AU 2
其中：
AU 1
uo1， ui
AU 2
uo uo1
考虑信号源内阻时
AUs
uo us
ui us
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第6章 级联放大电路
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第6章 级联放大电路
问题： 1.为什么要采用多级级联放大？ 2.常用的级联耦合方式有哪几种？特点如何？ 3.级联电路的动态特性主要取决于那一级？如何分析 计算？
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多级放大电路
级联问题的产生原因：电压增益指标不满足要求等。需要 多次（级）放大。
Ec
Ui
Uo
出电压却缓慢变化的现象，称为零点漂移现象。
零点漂移产生的原因：温度
变换所引起的半导体器件参数的 变化是产生零点漂移现象的主要 原因，因此零点漂移也称为温度 漂移，简称温漂。
抑制零点漂移的方法：
（1）引入直流负反馈 （2）温度补偿 （3）采用差分放大电路
直接耦合放大电路
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级联放大电路小结
本章主要内容如下: 一、级联目标 •提高放大电路增益。 二、耦合方式 •阻容耦合：电容与后级输入电阻一起形成阻容耦合，各级之 间直流工作点独立。不易集成。 •变压器耦合：功率传输效率高，能传递直流和变化缓慢的信 号。不易集成。 •直接耦合：能传输交流、直流信号，易集成。 •二极管光电耦合：电-光-电，不易集成。
硬件工程师 常见笔试题
硬件笔试题模拟电路1、基尔霍夫定理的内容是什么？基尔霍夫定律包括电流定律和电压定律电流定律：在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有流出节点的支路电流的代数和恒等于零。
电压定律：在集总电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零。
2、描述反馈电路的概念，列举他们的应用。
反馈，就是在电子系统中，把输出回路中的电量输入到输入回路中去。
反馈的类型有：电压串联负反馈、电流串联负反馈、电压并联负反馈、电流并联负反馈。
负反馈的优点：降低放大器的增益灵敏度，改变输入电阻和输出电阻，改善放大器的线性和非线性失真，有效地扩展放大器的通频带，自动调节作用。
电压负反馈的特点：电路的输出电压趋向于维持恒定。
电流负反馈的特点：电路的输出电流趋向于维持恒定。
3、有源滤波器和无源滤波器的区别无源滤波器：这种电路主要有无源组件R、L和C组成有源滤波器：集成运放和R、C组成，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出电阻小，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
但集成运放带宽有限，所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。
1、半导体材料制作电子器件与传统的真空电子器件相比有什么特点?答：频率特性好、体积小、功耗小，便于电路的集成化产品的袖珍化，此外在坚固抗震可靠等方面也特别突出；但是在失真度和稳定性等方面不及真空器件。
2、什么是本征半导体和杂质半导体？答：纯净的半导体就是本征半导体，在元素周期表中它们一般都是中价元素。
在本征半导体中按极小的比例掺入高一价或低一价的杂质元素之后便获得杂质半导体。
3、空穴是一种载流子吗?空穴导电时电子运动吗?答：不是，但是在它的运动中可以将其等效为载流子。
空穴导电时等电量的电子会沿其反方向运动。
4、制备杂质半导体时一般按什么比例在本征半导体中掺杂？答：按百万分之一数量级的比例掺入。
5、什么是N型半导体?什么是P型半导体?当两种半导体制作在一起时会产生什么现象?答：多数载子为自由电子的半导体叫N型半导体。
变压器耦合放大电路
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2.1 放大电路基本概念
2.1.1放大的概念 1．放大的实质：是小能量对大能量转换的控制 2．有源器件：具有能量控制作用的器件 3．放大电路结构：放大电路具有两个输入端子和 两个输出端子的双口网络。三极管的三个端，其中 一个为公共端，所以基本放大电路有三种类型，共 射（共源）、 共集（共漏）、 共基（共栅）。
ui Ri 1.36(130) Aus Au Au 75 us Ri RS 1 1.36
Ro = RC = 3 kW
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2.2.4基本共集放大电路（射极输出器）
特点：Au≤ 1 ， 输入输出同相，Ri 高Ro 低。 用途：输入级、输出级、中间隔离级。
C
r be
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②输入电阻Ri的大小决定了放大电路从信号源吸 取电流（输入电流）的大小。为了减轻信号源的负 担，总希望Ri越大越好。 输入电阻计算等效电路
24 2018/11/3
③输出电阻Ro的计算方法是
Ro =
Uo Io
.
.
R L ,
US 0
输出电阻计算等效电路 放大器的输出电阻Ro越小，表明放大器带负载 能力越强，因此总希望Ro越小越好。
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静态工作点Q设置得不合适，会对放大电路的性 能造成影响。若Q点偏高，当ib按正弦规律变化时， Q’进入饱和区，造成ic和uce的波形与ib（或ui） 的波形不一致，输出电压uo（即uce）的负半周出 现平顶畸变，称为饱和失真；若Q点偏低，则Q“进 入截止区，输出电压uo的正半周出现平顶畸变，称 为截止失真。
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三极管共射电路的基本结构
变压器耦合方式的放大电路及其特点
变压器耦合方式的放大电路及其特点1.简单可靠：变压器耦合放大电路相对于其他耦合方式来说简单可靠。
变压器的结构相对简单，耐压性强，因此可以在高压、高频的电路中使用。
2.宽频带：变压器耦合放大电路具有宽带特性。
变压器的特性可以传递大范围的频率，从几赫兹到几兆赫兹，因此可以在广泛的频率范围内进行放大。
3.高电压增益：变压器耦合放大电路的电压增益较高。
变压器可以提供比较大的电压放大倍数，提高信号的幅度。
4.高输入阻抗：变压器耦合放大电路的输入阻抗较高。
由于变压器的绕组之间相互隔离，输入信号的电流只流过一个绕组，从而使输入阻抗相对较高。
5.耦合效率高：变压器可以实现一个较好的耦合效率。
通过变压器的设计，能够减小耦合过程中的信号损失，提高信号的传递效率。
6.输出不受输入方式限制：变压器耦合放大电路的输出不受输入方式的限制。
无论输入端是电流型还是电压型，输出端都可以实现电流型或者电压型的输出。
此外，变压器耦合放大电路还有一些不足之处。
1.体积较大：变压器作为一个电子元器件，其体积相对较大。
尤其是对于高功率、高频率的放大电路来说，需要采用较大的变压器，从而增加了电路的体积。
2.成本较高：由于变压器的结构相对复杂，因此其成本相对较高。
特别是对于高性能的放大电路来说，需要采用高品质的变压器，进一步提高了成本。
综上所述，变压器耦合放大电路具有宽频带、高电压增益、高输入阻抗和耦合效率高的特点。
但是其体积较大、成本较高，因此在实际应用中需要综合考虑其优缺点来选择合适的耦合方式。
电感耦合和变压器部分
电感耦合和变压器部分电感耦合是指通过电感的作用，将两个或多个电路的电磁场相互连接的一种方式。
它常用于电路的耦合、滤波、谐振等。
1.耦合电感：耦合电感是指将两个电路通过电感连接在一起的一种元件。
它可以让信号从一个电路传递到另一个电路，同时也可以限制高频噪声的传播。
耦合电感通常由线圈组成，其匝数和绕制方式会影响其特性。
2.电感滤波：电感滤波是一种利用电感元件对电路进行滤波的方法。
它可以通过电感的自感效应，对电路中的高频噪声进行抑制，从而提高电路的信噪比。
电感滤波器通常由电感和负载组成，其电感值和负载值的选择会影响滤波效果。
3.电感谐振：电感谐振是指在电感元件和电容元件组成的电路中，当电感元件和电容元件的共振频率相等时，电路的阻抗达到最小值，电流达到最大值的现象。
电感谐振常用于电路的选频、放大等。
变压器是一种利用电磁感应原理，实现电压和电流的变换的装置。
它由两个或多个绕组组成，绕组之间通过铁芯连接。
1.变压器的基本原理：变压器的工作原理是利用电磁感应现象。
当交流电流通过 primary winding（一次绕组）时，会在铁芯中产生变化的磁通量，进而在 secondary winding（二次绕组）中感应出电动势，从而实现电压的变换。
2.变压器的种类：变压器可以按照其工作原理、结构、用途等方面进行分类。
例如，按照工作原理可以分为交流变压器和直流变压器；按照结构可以分为壳式变压器和芯式变压器；按照用途可以分为电力变压器和电子变压器等。
3.变压器的主要参数：变压器的主要参数包括变压比、匝数比、效率、短路阻抗等。
变压比是指变压器的输入电压和输出电压之间的比值；匝数比是指变压器的输入绕组和输出绕组之间的匝数比值；效率是指变压器输出功率与输入功率之间的比值；短路阻抗是指变压器在短路条件下的阻抗值。
4.变压器的应用：变压器在电力系统中具有重要的作用，它可以将高压电能转换为低压电能，以满足不同用电场合的需求。
此外，变压器还可以用于电子设备中，例如电源适配器、音频放大器等。
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三极管共射电路的基本结构
2.2.2放大电路的基本分析方法（以上图的共射放大 电路为例）
在放大电路工作时，电路中交、直流同时存在，利 用叠加定理分别分析电路中的交、直流成分。
直流通路(ui = 0)分析静态工作点：放大电路建立 正确的静态工作点，是为了使三极管工作在线性区以 保证信号不失真。
交流通路(ui ≠ 0)分析动态（计算动态参）：只考 虑变化的电压和电流。
变压器耦合放大电路
2.1 放大电路基本概念
2.1.1放大的概念 1．放大的实质：是小能量对大能量转换的控制 2．有源器件：具有能量控制作用的器件 3．放大电路结构：放大电路具有两个输入端子和
两个输出端子的双口网络。三极管的三个端，其中 一个为公共端，所以基本放大电路有三种类型，共 射（共源）、 共集（共漏）、 共基（共栅）。
2.2 基本放大电路的工作原理
2.2.1基本共射放大电路的组成及元件的作用 （1）晶体管V：放大元件，用基极电流iB控制集极 电流iC。 （2）电源UCC和UBB：使晶体管的发射结正偏，集电结反偏，晶 体管处在放大状态。 （3）偏置电阻RB：用来调节基极偏置电流IB，使晶体管有一 个合适的工作点 （4）集电极负载电阻RC：将集电极电流iC的变化转换为电压 的变化，获得电压放大 （5）电容Cl、C2：通交隔直。
画交流通路原则： （1）固定不变的电压源都视为短路； （2）固定不变的电流源都视为开路； （3）对交流信号电容视为短路；
1．放大电路的静态分析 （1）近似估算法 静态是指无交流信号输入时，电路中的电流、电压都不 变的状态，静态时三极管各极电流和电压值称为静态工ห้องสมุดไป่ตู้ 点Q（主要指IBQ、ICQ和UCEQ）。静态分析主要是确定放大 电路中的静态值IBQ、ICQ和UCEQ。 直流通路：耦合电容可视为开路。
2.1.2放大电路的主要性能指标
1．放大倍数（增益）
电压放大倍数 Au=Uo/Ui
电流放大倍数 Ai=Io/Ii
2．输入电阻
Ri=Ui/Ii
放大电路是信号源的负载，信号源的负载电阻
就是放大电路的输入电阻。输入电阻衡量放大电
路对信号源影响程度的指标。其值越大，放大电
路从信号源索取的电流就越小，对信号月的影响
2．放大电路的动态分析 动态是指有交流信号输入时，电路中的电流、电 压随输入信号作相应变化的状态。由于动态时放 大电路是在直流电源UCC和交流输入信号ui共同作 用下工作，电路中的电压uCE、电流iB和iC均包含两 个分量。 交流通路：（ui单独作用下的电路）。由于电容 C1、C2足够大，容抗近似为零（相当于短路），直 流电源UCC去掉（短接）。
（2） 图解法
图解步骤： （1）用估算法求出基极电流IBQ（如40μA）。 （2）根据IBQ在输出特性曲线中找到对应的。 （3）作直流负载线。 （4）求静态工作点Q，并确定UCEQ、ICQ的值。晶体 管的ICQ和UCEQ既要满足IB=40μA的输出特性曲线， 又要满足直流负载线，因而晶体管必然工作在它们的 交点Q，该点就是静态工作点。由静态工作点Q便可在 坐标上查得静态值ICQ和UCEQ。
ICQ IBQ
UCEQUCC ICQ RC
直流通路与直流分析
【例1】用估算法计算静态工作点。 已知：VCC=12V，RC=3K，Rb=280K，β=50。
解：UBE＝0.7V IBQ=（Vcc-UBE）/RB =（12-0.7）/280K=0.04mA ICQ=β·IBQ=50×0.04mA=2mA UCEQ=VCC-RC·IC=12V-2mA×3K=6V
就越小。
3．输出电阻 对负载来说，放大电路输出端相当电源，输出电 阻是从输出端看进去的等效电阻，它代表放大电 路的带负载能力。Ro越小，带负载能力越强。 理论分析时： Ro=Uo/Io (负载开路，信号源不 工作) Uo是输出端所加的电压，Io在Uo作用下产生的电 流。 实验分析时： R=（Uo’/Uo-1）RL 保持输入信号不变，放大电路开路时的电压Uo’ 和带负载RL时的电压Uo。
静态工作点Q设置得不合适，会对放大电路的性能 造成影响。若Q点偏高，当ib按正弦规律变化时，Q’ 进入饱和区，造成ic和uce的波形与ib（或ui）的波 形不一致，输出电压uo（即uce）的负半周出现平 顶畸变，称为饱和失真；若Q点偏低，则Q“进入截 止区，输出电压uo的正半周出现平顶畸变，称为截 止失真。
4．通频带 BW=fh-fl 放大电路中存在电抗元件，在信号频率过高和过低 时通过电路会明显下降。而在中间频段，电抗元件 的影响可以忽略不计，这时的放大倍数称中频放大
Au
倍数Aum。
当放大倍数下降至
Au m 0 .7 0 7Au m
0.707Aum时所对应的高
BW
低频率分别叫上、下截
止频率fh、fl。其值越 大，放大电路对频率的
0 fL
fH f
放大电路的频率指标
使用能力越强。
5．非线性失真 由于半导体元件的非线性，当输出信号幅度太 大时，会使其进入非线性区而引起失真(由输入 信号形状不同)。 6．功率和效率 放大电路在不失真时输出的最大功率Pom最大 输出功率Pom与供给放大电路工作所消耗的电源 功率Pov之比称为放大电路的效率η= Pom/Pov。
放大电路的交流通路
（1）图解法 图解步骤： ① 根据静态分析方法，求出静态工作点Q。 ② 根据ui在输入特性上求uBE和iB。 ③ 作交流负载线。 ④ 由输出特性曲线和交流负载线求iC和uCE。
从图解分析过程，可得出如下几个 【重要结论】 ·放大器中的各个量uBE，iB，iC和uCE都由直流分量 和交流分量两部分组成。 ·由于C2的隔直作用，uCE中的直流分量UCEQ被隔开， 放大器的输出电压uo等于uCE中的交流分量uce，且与 输入电压ui反相。 ·放大器的电压放大倍数可由uo与ui的幅值之比或 有效值之比求出。负载电阻RL越小，交流负载电阻 RL'也越小，交流负载线就越陡，使Uom减小，电压放 大倍数下降。
饱和失真和截止失真统称为非线性失真 。
（2）微变等效电路法 等效的条件是晶体管在小信号（微变量）情况下