级联放大电路
两级放大电路原理
两级放大电路原理
两级放大电路是由两个级联的放大器组成的电路。
每个级别都有其特定的工作原理和功能。
第一级放大器通常被称为输入级或前置放大器。
它负责将输入信号放大到一个合适的水平，以便能够被第二级放大器处理。
前置放大器通常采用低功率放大器，例如晶体管或操作放大器。
它的任务是增加输入信号的振幅，并提供所需的电压增益。
第二级放大器通常被称为输出级或功率放大器。
它将经过前置放大器放大的信号进一步放大，并为输出信号提供所需的功率。
输出级放大器通常采用高功率放大器，例如功率晶体管或功率放大器。
其任务是将较小的输入信号放大到足够大的振幅，以驱动负载或连接到其他电路。
整个两级放大电路的工作原理是将输入信号通过前置放大器放大到一个合适的水平，然后将其传递给输出级放大器进行进一步放大。
输入信号在通过两个级别之间传输时会被放大和处理，最终产生一个放大的输出信号。
这种两级放大电路在很多电子设备中都得到应用，例如音频放大器、无线电发送器和接收器等。
其关键原理是利用多级放大器的合作工作来实现对输入信号的放大和处理，从而满足特定应用的要求。
三极管电流放大原理
三极管电流放大原理三极管是一种常用的电子元件，广泛应用于各种放大电路中。
其能够实现电流放大的原理主要有以下几个方面：1.基本结构三极管是由三个掺杂不同类型的半导体材料组成，通常是npn或pnp型晶体管。
其中，其中的中间区域称为基区，两侧称为发射区和集电区。
发射区和集电区分别掺杂有高浓度的杂质，形成n型和p型的材料。
而基区掺杂的杂质浓度相对较低，通常是轻掺杂。
2.工作原理当晶体管的基极施加正向电压时，发射结极化并导通，形成一个正向电路，电流从发射区进入基区。
此时，由于基区是轻掺杂的，所以电流密度较小，只有很小的部分电子会穿过基区。
这些电子将会被注入到集电区，形成集电区的电流。
由于集电区采用了较高浓度的杂质进行掺杂，所以电流密度较大。
3.小信号放大原理当输入信号施加到基极时，三极管中的基电流将会因为输入信号而微小变化。
这导致了发射区的电流也会随之变化，使得集电区的电流也发生变化。
由于集电区的电流变化较大，所以输出信号经过放大。
4.级联放大原理为了实现更高的放大倍数，可以将多个三极管级联起来，形成级联放大电路。
当输入信号经过第一个三极管放大后，输出信号再经过第二个三极管放大，这样可实现更高的放大倍数。
5.偏压稳定为了使三极管能够正常工作，需要给其提供一个合适的偏置电压。
通常是通过向基极施加一个恒定的直流电压来实现。
这样，当输入信号改变时，输出信号的幅度变化较大，而偏置电压则保持不变。
综上所述，三极管的电流放大原理主要通过输入信号的变化来调节发射区和集电区的电流，从而实现输出信号的放大。
同时，在实际应用中，还需要注意对三极管进行适当的偏置，以保证其正常工作。
电路基础原理中的多级放大电路解析
电路基础原理中的多级放大电路解析在电子工程领域，多级放大电路是一种常见且重要的电路配置。
它可以有效地放大电信号，并使其保持相对较高的信噪比。
在本文中，我们将解析多级放大电路的基本原理和功能。
多级放大电路的本质是通过将多个放大器级联来实现信号的逐级放大。
每个放大器被称为一个级别，每个级别都有特定的功能和重要性。
首先，我们将从第一级开始，探讨它的功能和特征。
第一级放大器通常被称为输入级。
它的主要任务是接收来自输入源的弱电信号，并将其放大到一个更高的水平。
输入级的输出将成为下一个级别的输入。
输出信号的放大倍率可以通过增加输入级的放大倍率来实现。
此外，输入级还有一个重要的任务是将输出信号交付给下一个级别，同时保持信号的良好品质。
第二级放大器被称为中间级。
它的主要任务是继续放大输入级传递过来的信号，并加以处理以适应下一个级别的要求。
中间级通常具有相对较高的放大倍率，以保持信号的强度和质量。
同时，它还可以提供对频率响应和相位响应的控制，以确保信号的准确传输和适应。
最后一个级别被称为输出级，也是整个多级放大电路的最后一个部分。
在输出级，信号被进一步放大，并最终交付给负载。
输出级通常具有较高的功率输出能力，以适应负载的需求。
然而，除了放大作用以外，输出级还需要提供电流和电压稳定性，以保持信号质量的稳定性。
在多级放大电路中，每个级别都有其独特的功能和特征。
它们通过合作和互补来实现整个电路的功能。
通过级联多个放大器，电路可以实现更高的放大倍率、更好的信号质量和更大的功率输出。
然而，合理设计和调整每个级别的参数也是至关重要的，以确保整个电路的性能和稳定性。
在实际应用中，多级放大电路可以广泛用于各种电子设备和系统中。
例如，在音频放大器中，多级放大电路用于增强输入音频信号，从而产生更大的音量和更好的音质。
在无线通信系统中，多级放大电路用于增强接收信号的弱度，以便更远距离的传输。
此外，在各种测量和控制系统中，多级放大电路也被广泛应用于信号放大和处理中。
5.2 Cascode放大电路
5.2.1 Cascode 放大电路的特点C 1C 2+V DD R DR G1T 2T 1R G2R G3u ou iC 3Cascode ——串叠式，又名沃尔曼电路Cascade——级联特点：i D1=i D2结构：第一级共源第二级共栅@仿真5-2-1例5-2-1的仿真5.2.2中频段动态参数D1m 1gs D1gs 1m i o up R g u R u g u u A -=-== 2G G1i //R R R = Do R R =与单管共源放大电路一致！2gs 2m 1gs 1m u g u g =假设两个管子特性一致！2gs 1gs u u =单看第一级放大倍数1up -=A 第一级不提供电压放大，放大倍数由第二级共栅放大提供5.2.3 Cascode 放大电路的频率响应1、下限频率()1G2G11i L1//π21π21C R R C R f ==()()0π21π212L D 2L o L2=+=+=C R R C R R f ()33G G2L3//π21C R R f =R G1R G2u i u gs1g m1u gs1g m2u gs2u gs2R Du oC gd1C gs1C ds1C gs2 C ds2 C gd2C 1C 2C 3R G35.2 Cascode 放大电路5.2.3 Cascode 放大电路的频率响应gdD gd2D H π21π21C R C R f ==2、上限频率R G1R G2u i u gs1g m1u gs1g m2u gs2u gs2R Du oC gs2 C ds2C gd2 C gd1+C ds1 R G1R G2u i u gs1g m1u gs1g m2u gs2u gs2R Du oC ds2 C gd2第一级近似第二级近似∵第一级|A up |=1忽略电容忽略电容@仿真5-2-2Cascode 电路与单级共源放大电路比较。
cmos两级级联运算放大器电路
CMOS两阶段的级联操作放大器电路就像集成电路（IC）技术的超级
英雄。
由于其放大和冷却的金属—氧化—半导体（CMOS）技术的双重阶段，这个电路用高增益和增加带宽来打包一拳。
这就像瑞士军队
的刀模拟信号处理，准备应对任何挑战的方式。
无论是放大音频信
号还是在传感器中压缩数字这个电路都是你用来模拟一切的下一次
你需要信号助推，只要呼叫CMOS两级级级的操作放大器电路， IC
世界的无声英雄！
这个CMOS两阶段操作放大器的第一部分有几台晶体管，它们一起工作来提升输入信号，然后还有这个电流镜的东西可以帮助负载。
这个
第一阶段基本上为第二部分铺设了舞台。
第二阶段类似于encore，它能增加更多的收益，并有助于提升输出电压。
很酷的是，第一阶段的
输出只是直接插入第二阶段的输入，所以它就像这种双功率提升的配置。
CMOS两阶段的级联操作放大器电路具有重大优点，包括收益高、输
入阻力高以及铁路对铁路输出摇摆。
它适合需要大量扩展的应用程序，特别是在数据获取系统、传感器接口和音频信号处理领域。
电路的配
制和加强涉及仔细考虑晶体管的尺寸、偏差和计费技术，所有这些技
术都是为了达到所期望的性能指标。
《级联放大电路》课件
输入电阻和输出电阻
输入电阻
输出电阻
计算方法
影响因素
级联放大电路的输入电阻是指 输入信号源内阻与输入级电路 等效电阻的比值，用于衡量电 路对信号源的负载能力。
级联放大电路的输出电阻是指 输出电压源内阻与输出级电路 等效电阻的比值，用于衡量电 路对负载的驱动能力。
输入电阻和输出电阻可以通过 各级电路的输入电阻和输出电 阻进行计算，总输入电阻等于 各级电路输入电阻的和，总输 出电阻等于各级电路输出电阻 的乘积。
02
级联放大电路的基本原理
电压放大倍数
电压放大倍数
影响因素
级联放大电路的电压放大倍数是指输 出电压与输入电压的比值，用于衡量 电路的放大能力。
电压放大倍数受到电路中晶体管参数 、信号频率和电路参数等因素的影响 。
计算方法
电压放大倍数可以通过各级电路的电 压放大倍数和进行计算，总电压放大 倍数等于各级电路电压放大倍数的乘 积。
03
级联放大电路的设计与实现
电路元件的选择
晶体管选择
01
根据级联放大电路的需求，选择合适的晶体管类型和型号。晶
体管应具有高放大倍数、低噪声、高稳定性等特点。
电阻选择
02
电阻应具有高精度、低温度系数、高稳定性等特点，以满足电
路的精确控制和稳定性能。
电容选择
03
电容应具有低漏电、高稳定性、低温度系数等特点，以确保电
高速数字信号的级联放大
总结词
高速数字信号的级联放大电路用于高速数字通信和数据处理系统，以提高信号的传输速度和稳定性。
详细描述
高速数字信号在传输过程中会受到各种噪声和干扰的影响，导致信号失真或误差。级联放大电路可以 有效地增强信号的幅度和稳定性，提高信号的传输速度和可靠性，确保高速数字通信和数据处理系统 的正常运行。这种应用常见于光纤通信、高速数据传输和数字电视等领域。
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
1/28
第6章 级联放大电路
2/28
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？
3/28
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
23/28
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。
如何设计简单的放大器级联电路
如何设计简单的放大器级联电路在现代电子设备中，放大器是一个非常重要的组件，用于放大电信号的强度。
放大器级联电路则是指将多个放大器连接在一起，以实现更大程度的信号放大。
本文将介绍如何设计简单的放大器级联电路，帮助读者了解其原理和实施方法。
一、放大器级联电路的基本原理放大器级联电路是通过将多个放大器连接在一起，将输入信号从一个放大器传递到另一个放大器，以增加信号的整体增益。
每个放大器的输出信号成为下一个放大器的输入信号，通过增加放大器的数量，可以逐渐增加信号的强度。
二、设计简单的放大器级联电路的步骤1. 确定级联放大器的数量：根据需要的总增益和每个放大器的增益，确定需要级联的放大器数量。
例如，如果需要总增益为1000倍，而每个放大器的增益为10倍，那么最好选择100个放大器级联。
2. 选择适当的放大器类型：根据应用需求选择适当的放大器类型。
常见的放大器类型包括普通功率放大器、运算放大器等，根据信号的性质和功率要求进行选择。
3. 确定电路连接方式：确定放大器之间的连接方式。
常见的连接方式包括串联连接和并联连接。
串联连接时，输出信号作为下一个放大器的输入信号，而并联连接时，输入信号同时作用于所有放大器。
4. 计算电路参数：根据放大器的增益和电路连接方式，计算电路参数。
确定每个放大器的增益，以及输入和输出阻抗，确保电路的匹配和稳定性。
5. 进行电路布局和布线：将各个放大器进行布局和布线，确保电路的紧凑和安全。
6. 进行仿真和测试：使用电路仿真软件或实际测试仪器对设计的电路进行仿真和测试。
根据测试结果对电路进行优化和调整。
7. 进行调试和优化：根据测试结果对电路进行调试和优化，解决出现的问题和提高电路性能。
三、放大器级联电路设计的注意事项1. 确保电路的功率和电流匹配，避免出现能量和信号的丢失。
2. 考虑电路的稳定性和抗干扰能力，避免出现噪声和干扰问题。
3. 注意电路的散热问题，避免过热导致电路性能下降或损坏。
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直接耦合放大电路
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级间耦合方式
4. 光电耦合
概念：两级间利用光电耦合器来传送信号的耦合方式称光电耦合。
采用发光二极管和光敏二极管构成；
工作原理：
Ii
Io
输入电压Ui使D1发光；光
使D2产生电流，输出Uo。
工作过程：电光电
特点：
+
Ui
RL
D1
-
D2 Uo RL
E1 光电耦合电路 E2
抗干扰性强。（干扰信号不能产生持续的电流、单向传输、输入
RL = U1 / I1 = (N1 / N2 ) 2 RL
= n2 RL
结论：可通过调整匝比 n 使原、副端阻抗匹配。
8/28 3. 直接耦合
级间耦合方式
概念：各级电路之间直接连接或采用对直流呈导通特性的电
阻、二极管等元件相接。
•直接耦合的特点
优点：具有良好的低频特性， 可放大变化缓慢的信号，无 耦合大电容，便于集成。
（2）可以实现输出级与负
载的阻抗变换，以获得有效 的功率传输。
变压器耦合放大电路
7/28 阻抗变换工作原理：
级间耦合方式
理想条件下，变压器原副边的匝数比为：
N1 / N2 =U1 / U2; N2 / N1 =I1 / I2;
U1 =U2 N1 / N2
I1 = I2 N1 / N2
所以有
RL’ 变压器耦合阻抗变换的原理图
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
uo1 ui
uo uo1
ri1 RS ri1
AU
13/28
二、多级放大电路的动态分析（了解）
(2)开路电压法: 将后一级与前一级开路，计算前一级的开路
电压增益和输出电阻，并将其作为信号源内阻加以考虑，共
Uc2 ICQ2Rc2 1.04 4.3 4.47 V
UCEQ1=Ec－ICQ1Rc1－IE1Re1 Ec －ICQ1(Rc1+Re1)=4.7V
17/28
UE2 UB2 UEB2 7.26 0.7 7.96V
IEQ2 ICQ2 (EC UE2) / Re2 (12 7.96) / 3.9 4.04/ 3.9 1.04mA
要求：分别用输入电阻法 和开路电压法计算总电压 增益。
16/28 解：方法一：用输入电阻法求电压增益
（1）求静态工作点
UB1= Ec Rb2 / (Rb1+Rb2) IEQ1=(UB1 －UBE1)/ Re1 ICQ1 IEQ1 = 0.93mA
IBQ= ICQ1 /=9.3A
UC1 UB2 Ec ICQ1Rc1 12 0.93 5.1 7.26V
; AUs2
uo uo1
考虑信号源内阻时
AUs
uo us
ri1 RS ri1
AU
15/28
三、多级放大电路中频特性分析举例
多级放大电路的中频特性指标：与单级相同，有电压增益、输 入电阻、输出电阻。 例题：两级放大电路参数如 图所示。 已知三极管的参数为:
hfe1= hfe2 =hfe=100; UBE1=UBE2=0.7V。
同作用到后一级的输入端。(即将前一级输出电阻看成后一级
的信号源内阻)
+Vcc
+Vcc
RB1 RC1
RB2 RC2
RB2 RC2
VT1 +
RS
+ us
+ ui -
uo1 -
-
ro1
VT2 +
RE2 uo
ro1
+
-
uo1
-
VT2 + uo -
（a) 多级放大电路图
（b)开路电压法
14/28
RB1 RC1
VT1 +
Rs
uo1 ri2
+
-
us
-
（b) 输入电阻法
12/28
RB1 RC1
+Vcc RB2 RC2
+Vcc RB1 RC1
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
4/28
一、多级放大电路的耦合方式
耦合概念：多级放大电路的连接过程中，前一级输出与 下一级输入的连接方式称为耦合方式。
放大电路的级间耦合应满足条件: （1）保证信号的传输； （2）保证各级的静态工作点正确。
耦合方式
阻容偶合 变压器偶合 直接耦合 光电耦合
5/28
1. 阻容耦合
概念：级间采用电容耦合。 电容的作用： 传送交流信号；阻隔直流。 与下级输入电阻构成阻容耦 合。
(1)输入电阻法：在求单级放大电路的放大倍数时必须将后 一级的输入电阻作为前一级的负载考虑，即将第二级的输入 电阻与第一级集电极负载电阻并联。
RB1 RC1
+Vcc RB2 RC2
+Vcc RB1 RC1
Rs
+ us -
ri1
VT1 +
+ ui -
uo1 -
ri2
（a) 多级放大电路图
VT2 +
RE2 uo -
+Vcc RB2 RC2
+Vcc RB2 RC2
VT1 +
RS
+ us
+ ui -
uo1 -
-
ro1
VT2 +
RE2 uo
ro1
+
-Байду номын сангаас
uo1
-
VT2 + uo -
（a) 多级放大电路图
（b)开路电压法
总的电压放大倍数为
AU
uo ui
uo1 ui
uo uo1
AU1 AUs 2
其中：AU1
uo1 ui
输出不共地解决地线干扰）
10/28
二、多级放大电路的动态分析
• 多级放大电路放大倍数的计算
n
A A1A2 A3 An Ai
i=1
其中：Ai是第i级放大电路的放大倍数。
•求分立元件多级放大电路电压增益有两种方法
(1)输入电阻法 (2)开路电压法
11/28
二、多级放大电路的动态分析(续）
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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
级间耦合方式
Ec
Ui
Uo
特点：
优点：结构简单，各级放大电路工作点互不影响，放大效果好；。 缺点：不能传送变化缓慢的信号或直流信号。不适宜集成化。
6/28
级间耦合方式
2. 变压器耦合 概念：两级间利用变压器来传送信号的耦合方式称变压器耦合。
变压器耦合的特点： （1）变压器耦合可隔除直流，传递一定频率的交流信号，因 此各级的 Q 互相独立。