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。
基础电路7.三极管组成的两级放大电路
基础电路7.三极管组成的两级放大电路
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我们前面说的固定偏置放大电路、电压负反馈放大电路、分压式偏置放大电路，都是属于单管放大电路，也就是说只有一个三极管组成的放大电路。
有时候，单管放大后的信号仍旧太弱，满足不了电路的需要，就需要多级放大信号才能够输出足够强度的信号，才能满足电路需要，视频中，我们只是讲了两级放大，多级原理也一样的。
组成多级放大的每一个基本的放大电路我们称为一级，级和级之间的连接我们称为级间耦合，常见的耦合方式有：阻容耦合、直接耦合、变压器耦合、光电耦合。
阻容耦合方式的优点是电路简单，各级互相独立，设计调试方便，缺点是不能放大频率较低的信号和直流信号。
通常用于分立元件电路。
直接耦合是具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号和直流信号，缺点是，前级和后级的静态工作点互相影响，设计和调试比较复杂。
变压器耦合是常见早期的收音机电路，体积大、现在不多见了。
光电耦合是通过光电转换实现信号的传输，用的最多的就是通过光电耦合器来传输前后级的信号。
变压器耦合功率放大电路
变压器耦合功率放大电路1. 引言嘿，大家好！今天我们聊聊一个有趣的话题：变压器耦合功率放大电路。
听起来高大上，其实就是把声音放大，让我们能听得更清楚的技术！想象一下，当你在聚会上，耳朵边上传来一阵嘈杂的音乐，变压器就像是那位能把声音调到最大的人，让你不再为听不清而烦恼。
好吧，让我们一起深入这个电路的世界，看看它是怎么运作的。
2. 变压器的基本原理2.1 什么是变压器？首先，变压器就是一种电气设备，它能改变电压，简而言之，就是把高电压转换成低电压，或者反之。
有点像是把大杯水倒进小杯子，虽然水的量没变，但形态却完全不同。
用得当的时候，简直是神器！2.2 耦合的意义接下来，耦合就是把一个系统和另一个系统连接在一起，换句话说，就是把两者紧紧相连。
比如，变压器耦合功率放大电路中的变压器，就像是两个小伙伴，相互配合，完成共同的目标——放大信号。
这种合作就像是“人心齐，泰山移”，一加一大于二，效果倍增！3. 功率放大电路的工作原理3.1 电路的组成在功率放大电路里，变压器、晶体管、和电源就像是三位英雄，共同对抗“信号太弱”的敌人。
变压器负责电压的调节，晶体管则像是信号的“调音师”，不断增强音量，让声音如雷贯耳。
电源就像是这场音乐会的票房，提供了源源不断的能量。
3.2 信号的放大当我们把信号输入到这个电路里，变压器就开始它的工作。
通过电磁感应，它把输入信号转换成高频信号，送到晶体管。
晶体管收到信号后，立刻开始“练功”，不断放大，直到它的输出信号足够强大，响彻耳边。
就像在一场盛大的演出中，灯光、音响、演员，缺一不可，才能呈现出最佳效果！4. 应用场景4.1 日常生活中的运用你可别小看这个技术哦，生活中可处处都能见到它的身影！比如，家里的音响、电视，甚至手机，都在用变压器耦合功率放大电路来提升声音质量。
想象一下，跟朋友一起看电影，声效震撼得让你仿佛置身于影院，真的是让人心潮澎湃！4.2 在专业领域的表现在一些专业的音响设备中，变压器耦合功率放大电路的作用就更为明显。
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。
耦合电路详解
-
-
-
加入Re后，会令放大电路的 增益下降 2、直接耦合方 未加入 Re时 式的改进电路 Rc A = —— ①第二级加入 Re u rbe 加入Re后 Rc Au = - —————— rbe +(1+)Re 本页完 继续
+
ic
c D
T1 T2 e 光电耦合器
-
iC /mA
ID4
2、光电耦合器 ID3 的传输特性 ID2
ID1 uCE/V O 本页完 光电耦合器的传输特性 继续
Rb
2
-
Rc2
+
-
uO
④NPN与PNP型 集电极电位会越来越接近电 源的电压，令后级的 Q 点取不 混合耦合方式 到合适的数值。
所以若耦合级数过多时，应 令集电极电位降下来。 本页完 继续
直接耦合方式
1、直接耦合方式的特点 2、直接耦合方式的改进 3、直接耦合方式的优缺 点
①优点：低频特性好，即对 低频信号不易产生失真；可以 放大缓慢变化的信号（如随温 度、光线变化的电信号等）； 便于在集成电路中使用。 ②缺点：前后级Q点相互牵 连，令电路的设计、调试和分 析带来一定的困难；尤其是受 温度的影很大。
1、变压器耦合的特点
前级的输出端通过变压器连 接到后级的输入端或负载上， 称为变压器耦合。
Rb
2 C1
+VCC N1 + N2 RL
uO
+ Re
uI
+
Rb
1
T uO1 u i2 C + e
-
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
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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。
3.1 多级放大电路的耦合方式
共射放大电路、共集放大电路、共基放大电路
放大倍数：共射放大电路放大倍数较大 缺点：输入电阻不够大，信号采集能力差 输出电阻不够小，带负载能力差 输入电阻最高：共集放大电路 输出电阻最低：共集放大电路
∴集中各种电路的优点在一个电路中，采用共集放大 电路做输入输出级，共射放大电路做中间级。
+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?
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
R3
R5
R1
+Vcc
_+
c2
+ c1
+ c4
+
ui
R2 R4
+ c3
R6
_
RL uo
_
解：（1）求解Q点： 阻容耦合电路，Q点相互独立
第一级：典型的Q点稳定电路，（1+β）Re>Rb1//Rb2
U BQ1
R2 R1 R2
VCC
5 5 15
12
3V
I EQ1
U BQ
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UCEQ UCC 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
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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。
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Au m 0 .7 0 7A u m
BW 0 fL fH
f
放 大 电 路 的 频率 指 标
5
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。
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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。
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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。
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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）。
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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 0.707Aum时所对应的高 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 使用能力越强。
第二章 放大电路基础及应用
2.1放大电路基本概念 2.2基本放大电路的工作原理 2.3多级放大电路 2.4差动放大电路 2.5互补对称功率放大电路
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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）。
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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。
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（2） 图解法
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图解步骤： （1）用估算法求出基极电流IBQ（如40μ A）。 （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=40μ A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。
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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 就越小。
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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作 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。
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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。 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；