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1、第第3章章 放大电路基础放大电路基础 3.4 单管共集电极电路 3.4.1 电路的组成 3.4.2 静态分析 3.6 单管共发射极放大器的频率特性 3.6.1 RC电路的频响 3.6.2 单管共发射极放大器的频率特性 3.4.3 动态分析 3.4.4 射极输出器的应用 3.5 共基极放大电路简介 3.6.3 频率失真 3.6.4 电路元器件参数的选择 目录目录基本放大电路的习惯画法基本放大电路的习惯画法+b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR1.静态工作点静态工作点Ui=0时电路的工作状态时电路的工作状态 3.1.2 3.1.2
2、 静态工作点静态工作点-u+TRb2Lb1oCRCub1+R+CC-.iVcui=0时时由于电源的由于电源的存在，电路存在，电路中存在一组中存在一组直流量。直流量。ICIEIB+UBE-+UCE-由于由于(IB,UBE) 和和( IC,UCE )分别对应于输入、输出分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，所以称为特性曲线上的一个点，所以称为静态工作点静态工作点。IBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIB为什么要设置静态工作点？为什么要设置静态工作点？ 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。工作在线性区，以保
3、证信号不失真。开路开路画出放大电路的直流通路画出放大电路的直流通路 2. 2. 静态工作点的估算静态工作点的估算 将交流电压源短路，将电容开路。将交流电压源短路，将电容开路。直流通路的画法：直流通路的画法：开路开路-u+TRb2Lb1oCRCub1+R+CC-.iVc画直流通路：画直流通路：Rb称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称为称为偏置电流偏置电流。（1）用估算法分析放大器的静态工作点）用估算法分析放大器的静态工作点（ IB、UBE、IC、UCE）IC= IBbBECCBRUVI bCCV7 . 0RV CCCCCERIVU +TRb1RCCVc例例3-1：用估算法计算静态工作点。：用估算法计
4、算静态工作点。已知：已知：VCC=12V，RC=4K ，Rb=300K ， =37.5。解：解：A400.04mA30012bCCB RVImA5 . 104. 05 .37BC II 6V41.512CCCCCE RIVU请注意电路中请注意电路中IB和和IC的数量级的数量级+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcRUCE=VCCICRCVCCICUCECCCRV直流负载线直流负载线由估算法求出由估算法求出I IB B，I IB B对应的输对应的输出特性与直流出特性与直流负载线的交点负载线的交点就是工作点就是工作点Q QQIB静态静态UCE静态静态IC+CRciuVb1TuCC+b2R
5、-oC+b- 2. 图解法确定静态工作点图解法确定静态工作点 对交流信号对交流信号(输入信号输入信号ui)交流通路交流通路分析动态工作情况分析动态工作情况交流通路的画法：交流通路的画法： 将直流电压源短路，将电容短路。将直流电压源短路，将电容短路。短路短路短路短路置零置零-u+T+b2V-uRc.ob1RLC+b1CCCRi 3.1.3 动态分析动态分析 1.交流通路交流通路+R-uoTuRbRLic+2.交流负载线交流负载线输出端接入负载输出端接入负载RL：不影响不影响Q 影响动态！影响动态！+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR交流负载线交流负载线ic其中：其中：CLL/RRR
6、 uce=-ic（RC/RL） = -ic RL+R-uoTuRbRLic+交流量交流量ic和和uce有如下关系：有如下关系：即：交流负载线的斜率为：即：交流负载线的斜率为：L1Ruce=-ic（RC/RL）= -ic RL或或ic=（-1/ RL） uce交流负载线的作法：交流负载线的作法：斜斜 率为率为- -1/RL 。（。（ RL= RLRc ）经过经过Q点。点。 交流负载线的作法：交流负载线的作法：iCuCEVCCCCCRVQIB交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线斜斜 率为率为- -1/RL 。（ RL= RLRc ）经过经过Q点。点。 注意：注意：（1）交流负载线是有交流）交流
7、负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。输入信号时工作点的运动轨迹。 （2）空载时，交流负载线与直流负载线重合。）空载时，交流负载线与直流负载线重合。iBuBEQuiibic交流放大原理（设输出空载）交流放大原理（设输出空载）假设在静态工作点的基础上，输假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号入一微小的正弦信号 uiib静态工作点静态工作点3 用图解法分析放大器的动态工作情况用图解法分析放大器的动态工作情况iCuCEuce注意：注意：uce与与ui反相！反相！uiiBiCuCEuo各点波形各点波形uo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反1b+b2CRcCVRCCb1结论：结论
8、：（1）放大电路中的信）放大电路中的信号是交直流共存，可表示成：号是交直流共存，可表示成：ceCECEcCCbBBbeBEBEuUuiIiiIiuUu 虽然交流量可正负变化，但虽然交流量可正负变化，但瞬时量方向始终不变瞬时量方向始终不变（2 2）输出）输出u uo o与输入与输入u ui i相比，幅度被相比，幅度被放大了，频率不变，但相位相反。放大了，频率不变，但相位相反。uituBEtiBtiCtuCEtuotiCuCEuo可输出可输出的最大的最大不失真不失真信号信号（1）合适的静态工作点）合适的静态工作点ib4静态工作点对输出波形的影响静态工作点对输出波形的影响iCuCEuo（2）Q点过低
9、点过低信号进入截止区信号进入截止区称为截止失真称为截止失真信号波形信号波形iCuCEuo（3）Q点过高点过高信号进入饱和区信号进入饱和区称为饱和失真称为饱和失真信号波形信号波形截止失真和饱和失真截止失真和饱和失真统称统称“非线性失真非线性失真” 动画演示条件：交流小信号条件：交流小信号+i-ube+-ubTce+ci+bucei+-+ibecu-二端口网络思路：将非线性的思路：将非线性的BJT等效成一个线性电路等效成一个线性电路3.2 微变等效电路分析法微变等效电路分析法 3.2.1 简化的晶体管共发射简化的晶体管共发射H参数参数1、三极管的、三极管的h参数等效电路参数等效电路根据网络参数理论
10、：根据网络参数理论：),(CEB1BEuifu ),(CEB2Cuifi 求变化量：求变化量：CECEBEBBBEBEBCEduuudiiuduiu CECECBBCCBCEduuidiiidiiu 在小信号情况下：在小信号情况下：cerebiebeuhihu ceoebfecuhihi +i-uBE+-uBTCE+Ci各各h参数的物理意义：参数的物理意义：CEBBEieuiuh BCEBEreiuuh iBuBE uBE iB输出端交流短路时的输出端交流短路时的 输入电阻，用输入电阻，用rbe表示。表示。输入端开路时的电压反馈系数，输入端开路时的电压反馈系数， 用用r表示。表示。iBuBE
11、uBE uCEcerebiebeuhihuceoebfecuhihiCEBCfeuiih BCECoeiuih iC iBiCuCE输出端交流短路时的电流放大输出端交流短路时的电流放大 系数，系数，用用表示。表示。输入端开路时的输出电导，用输入端开路时的输出电导，用1/rce表示。表示。iCuCE iC uCEcerebiebeuhihuceoebfecuhihi该式可写为：该式可写为：cerbbebeuiru cecebc/ruii 由此画出三极管的由此画出三极管的h参数等效电路参数等效电路：+i-ube+-ubTce+ci+icbebicrcebe+r-cece-u+biru+-beu2、
12、简化的简化的h h参数参数等效电路等效电路+icbebicrcebe+r-cece-u+biru+-beu（1）r10-3，忽略。，忽略。（2）rce105，忽略。，忽略。得三极管简化的得三极管简化的h h参数等效电路。参数等效电路。+iibebb-cebe-+rccubie+u3、rbe的计算：的计算：由由PN结的电流公式：结的电流公式：)1(eTEB/SE UUIIEBEe1dUdIrTE/TS)(eTEBUIUIUU EETemV26IIUr（常温下）（常温下）ebbbebbbbbbebe)(1)(1rriririiur 其中：其中：rbb=200+bceberbbrBICIIEber)
13、mA(mV26)(1200EbeIr所以：所以：1. 画出放大器的微变等效电路画出放大器的微变等效电路（1）画出放大器的交流通路）画出放大器的交流通路（2）将交流通路中的三极管用）将交流通路中的三极管用h参参数等效电路代替数等效电路代替-+.cuLoibbeRricibi.iiRubR+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR3.2.2 用用H参数等效电路分析共发射极放大器参数等效电路分析共发射极放大器 2 2、电压放大倍数的计算：、电压放大倍数的计算：bebiriu LboRiu beLiourRuuA LCLRRR/ 负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。-+.c
14、uLoibbeRricibi.iiRubRiiiuRibeb/rRber电路的输入电阻越大，从信号源取电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。较大的的输入电阻。3 3、输入电阻的计算：、输入电阻的计算：根据输入电阻的定义：根据输入电阻的定义：-+-+RbrbeibbiiicioLcRu.Ru.iiRRo定义：定义：放大+iuR+uS-S电路iRRL+Ou-当信号源有内阻时：当信号源有内阻时：iouuuA sousuuA 由图知：由图知：ssiiiuRRRu 所以：所以：siiosousuuuuuuA usiiARRR
15、cibbeRricbibRiioRcoooRiuR 所以：所以：4、输出电阻的计算：、输出电阻的计算：根据定义：根据定义：oi00,ooosL= uRiuRou+-例例3.2 3.2 共射放大电路如图所示。设：共射放大电路如图所示。设：VCC12V12V，Rb=300k=300k, ,Rc=3k=3k, , RL=3k=3k,BJTBJT的的 =50=50。+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR1 1、试求电路的静态工试求电路的静态工作点作点Q Q。A40300kV12bCCBQ RVI2mAA4050QBCQ II6V3k2mAV12CCQCCCEQ RIVU解：解：+CTb1C
16、CRbVL+uoR-u+-ib2CcR2 2、估算电路的电压放大倍数、输入电阻估算电路的电压放大倍数、输入电阻Ri和输出电阻和输出电阻Ro。解：画微变等效电路解：画微变等效电路-+.cuLoibbeRricibi.iiRubR)mA(mV26)(1200EbeIr 993)mA(2mV2661200750.993kk3k50beLu rRARi=rbe/Rbrbe=993Ro=Rc=3k+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR 3. 若输出电压的波形出现如若输出电压的波形出现如 下失真下失真 ，是截止还是饱和，是截止还是饱和 失真？失真？应调节哪个元件？如何调节？应调节哪个元件？如何
17、调节？解：解：为截止失真。为截止失真。 应减小应减小Rb。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由静态工作点由UBE、 和和ICEO决定，这三个参决定，这三个参数随温度而变化。数随温度而变化。Q变变UBE ICEO变变T变变IC变变1. 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响3.3 静态工作点稳定电路静态工作点稳定电路 3.3.1 温度影响静态工作点温度影响静态工作点 1、温度对、温度对UBE的影响的影响iBuBE25 C50CTUBEIBIC2、温度对、温度对 值及值及ICEO的影响的影响T 、 ICEOICiCuCEQQ 温度上升时温度上升
18、时，输出特性，输出特性曲线上移，曲线上移，造成造成Q点上点上移。移。总之：总之：TICI1I2IBCCb2b1b2BRRRVU 选选I2=（510）IB I1 I2ICIE+b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2Rce（1） 结结构及工作构及工作原理原理3.3.2 分压式电流负反馈偏置电路分压式电流负反馈偏置电路 静态工作点静态工作点稳定过程：稳定过程：TUBEICICIEUECCb2b1b2BRRRVU UBE=UB-UE =UB - IE ReUB稳定稳定IB由输入特性曲线由输入特性曲线I1I2IBICIE+b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2Rce（2）
19、静态分析）静态分析CCb2b1b2BVRRRU IB=IC/ UCE = VCC - ICRC - IEReIC IE =UE/Re = （UB- UBE）/ Re 电容开路电容开路,画出直流通道画出直流通道+b2cReVRRRb1TCC 将电容短路将电容短路,直流电源短路，画出电路的交直流电源短路，画出电路的交流小信号等效电路流小信号等效电路（3）动态分析：）动态分析：+ebbciRiRRb1berRuoC+-LRi-+ub2RRiicbiii电压放大倍数：电压放大倍数：RL= RC / RL+ebbciRiRRb1berRuoC+-LRi-+ub2RRiicbiiiebeLebebLbio
20、u)(1)(1RrRRriRiuuA ebbebi)1(Ririu )/(LCboRRiu 输入电阻：输入电阻：ebebii)(1RriuR b2b1ii/RRRR b2b1ebe/)(1RRRr 输出电阻：输出电阻：coRR +ebbciRiRRb1berRuoC+-LRi-+ub2RRiicbiiioR思考：思考：若在若在Re两端并电容两端并电容Ce会对会对Au、Ri、Ro有什么影响？有什么影响？+b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2RceCe1. 结构：结构：+-RuRVeuib-C1+CCoTRL2C+-RSSu3.4 单管共集电极电路单管共集电极电路 3.4.1 电
21、路的组成电路的组成 2. 静态分析：静态分析：ebCCRRUVI)1(BEB IBIEUBEUCEBCII eCCCeECCCERIVRIVU eEBEbBCCRIURIV eBBEbB)1(RIURI +RVebCCR3. 动态分析动态分析（1）交流通道及微变等）交流通道及微变等效电路效电路+-RuRVeuib-C1+CCoTRL2C+-RSSu+ebbciRiRberuo-LRi-+ubRiicbiii+Ru-+SSeR（2）电压放大倍数：）电压放大倍数：)/)(1)/)(1LebeLeiouRRrRRuuA )/()1(LebbebiRRiriu )/()1(LeboRRiu +ebbc
22、iRiRberuo-LRi-+ubRiicbiii+Ru-+SSeR1 （2）输入电阻）输入电阻+ebbciRiRberuo-LRi-+ubRiicbiii+Ru-+SSeR)/)(1LebebiiRRriuR biiR/RR bLebe)(1R/)R/Rr 3、输出电阻、输出电阻+SbuRRberiRbecbe+-iiboRrRRRurRurRuuiuR 1beseebesbesobRe)1(iii be)1(iRu besbrRui bSs/ RRR射极输出器的特点：电压放大倍数射极输出器的特点：电压放大倍数=1， 输入阻抗高，输出阻抗小。输入阻抗高，输出阻抗小。3.4.4射极输出器的应用
23、射极输出器的应用1、放在多级放大器的输入端，提高整个放、放在多级放大器的输入端，提高整个放大器的输入电阻。大器的输入电阻。2、放在多级放大器的输出端，减小整个放、放在多级放大器的输出端，减小整个放大器的输出电阻。大器的输出电阻。2、放在两级之间，起缓冲作用。、放在两级之间，起缓冲作用。共基极电路共基极电路+S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR3.5 共基极放大电路简介共基极放大电路简介 1. 静态工作点静态工作点直流通路：直流通路：CCb2b1b2BVRRRU eBEBECRUUII )(ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVU CBII +S+Vb11b2
24、ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR+b2Rb1RRVRceCC2. 动态分析动态分析画出电路的交流小信号画出电路的交流小信号等效电路等效电路+S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR（1 1）电压放大倍数）电压放大倍数beLciou)/(rRRuuA bebiriu )/(LCboRRiu +ebbciRiberi-+ueRiiceiiiRu-+SSR+ouLR-Rcib（2 2）输入电阻）输入电阻eiiiuR bii/ RRR （3）输出电阻）输出电阻coRR )(1)(1beebebriri )(1/bebrR +ebbciRiberi-+ueRi
25、iceiiiRu-+SSR+ouLR-Rcib3. 三种组态的比较三种组态的比较电压增益：电压增益：beLc)/(rRR 输入电阻：输入电阻：beb/rR输出电阻：输出电阻：cR)/)(1()/()1(LebeLeRRrRR )/)(1(/LebebRRrR 1)/(/bebserRRRbeLc)/(rRR 1/beerRcR+-RuRVeuib-C1+CCoTRL2C+-RSSu共集共集+S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR共基共基共射共射+b2b-iucC+RR-CCb1RuToL+CV频率响应频率响应放大器的电压放大倍数放大器的电压放大倍数 与频率的关系与频
26、率的关系下面先分析无源下面先分析无源RC网络的频率响应网络的频率响应)()( |)(ffAfAUU 其中：其中： 称为放大器的幅频响应称为放大器的幅频响应)( |fAU 称为放大器的相频响应称为放大器的相频响应)( f 3.6 单管共发射极放大器的频率特单管共发射极放大器的频率特性性 RCCRCUUAU j11j1j1io （1）频率响应表达式：）频率响应表达式：RCf 21H 令：令：HioUj11ffUUA 则：则：+-RuuiCo2HU)(11ffA 幅频响应：幅频响应：)arctg(Hff 相频响应：相频响应：1. RC电路电路的频响的频响 RCCjRRUUAU / j11/1iO （
27、1）频率响应表达式：）频率响应表达式：+-+uuiCoRRCf 21L 令：令：ffUUALioUj11 则：则：2LU)(11ffA 幅频响应：幅频响应：)arctg(Lff 相频响应：相频响应：2RC高通电路的频响高通电路的频响 f0.01fL00.1fL fL10fL-20-40）（dB|lg20UA最大误差最大误差 -3dB时时，当当 Lff 1)/(11|2L ffAUdB 01lg20|lg20 UA时时，当当 Lff L2L/)/(11|ffffAU )/lg(20|lg20LffAU 斜率为斜率为 -20dB/十倍频程十倍频程 的直线的直线2LU)(11ffA 幅频响应：幅频响
28、应： 1 . 0Lff 1 . 0| UAdB20|lg20 UA 01. 0Lff 01. 0| UAdB40|lg20 UA20dB/十倍频十倍频 Lff 707. 0| UAdB3|lg20 UA时时，当当 Lff 时时，当当 Lff 0 90 时时，当当 Lff 时时，当当 100.1 LLfff 十十倍倍频频程程的的直直线线斜斜率率为为/45 可见：当频率较高时，可见：当频率较高时，AU 1，输出与输入电压之间的，输出与输入电压之间的相位差相位差=0。随着频率的降低，。随着频率的降低， AU 下降，相位差增大，且输下降，相位差增大，且输出电压是超前于输入电压的，最大超前出电压是超前于
29、输入电压的，最大超前9090o o。 其中，其中，fL L是一个重要的频率点，称为是一个重要的频率点，称为下限截止频率下限截止频率。f0.01fL00.1fL fL10fL-20-40）（dB|lg20UA20dB/十倍频十倍频相频响应相频响应)arctg(Hff f0.01fL00.1fL fL10fL9045 45 十十倍倍频频/45 对于如图所示的共射放大电路，对于如图所示的共射放大电路，分低、中、高三个频段加以研究。分低、中、高三个频段加以研究。1 .中频段中频段 所有的电容均可忽略。所有的电容均可忽略。可用可用前面讲的前面讲的h参数等效电路分析参数等效电路分析 180 +TVCb2u
30、+b1RCRoCC-Rb1cLS+-R-+SuuibeLiSirRRRRuuA SOusm中频电压放大倍数：中频电压放大倍数：3.6 单管共发射极放大器的频率特性单管共发射极放大器的频率特性 2. 低频段低频段 在低频段，三极管的极间电容可视为开路，耦合电容在低频段，三极管的极间电容可视为开路，耦合电容C1、C2不能忽略不能忽略。 为方便分析，现在只考虑为方便分析，现在只考虑C1，将将C2归入第二级。画出低归入第二级。画出低频等效电路如图所示。频等效电路如图所示。可推出低频电压放大倍数：可推出低频电压放大倍数：ffjAUUALusmsousL1 1L/(21CRrRfSbeb ） 该电路有该电
31、路有 一个一个RC高通环节。高通环节。有下限截止频率：有下限截止频率：+S-u+iS+R-uubiLRr-beiiobbbRcc+ReCCb1共射放大电路低频段的波特图共射放大电路低频段的波特图幅频响应幅频响应 ： 2LusmusL)(11lg20|lg20|lg20ffAA 相频响应相频响应 ： )arctg(180Lff f0.01fL-1800.1fL fL10fL-90-135 十十倍倍频频/45 f0.01fL0.1fL fL10fL）（dB|lg20UA20dB/十倍频十倍频|lg20usmA 在高频段，耦合电容在高频段，耦合电容C1、C2可以可视为短路可以可视为短路，三极管的极间
32、三极管的极间电容不能忽略电容不能忽略。这时要用混合这时要用混合等效电路等效电路，画出高频等效电路如图所示。，画出高频等效电路如图所示。3. 高频段高频段用用“密勒定理密勒定理”将集电结电容单向化。将集电结电容单向化。RsUsRbrbeCUbeUbegmLiUebbcUorbb+Cbc.+RcRicbibe用用“密勒定理密勒定理”将集电结电容单向化：将集电结电容单向化：其中：其中：c bLmM) 1(CRgC c bc bLmN)11(CCRgC RsUsRbrbeCbeUbeUbegmLiUebbcUorbb+.+RcRicibCMCN用戴维南定理将用戴维南定理将C左端的电路进行变换：左端的电
33、路进行变换： 忽略忽略CN，并将两个电容合并成一个电容，并将两个电容合并成一个电容: 得简化的高频等效电路。得简化的高频等效电路。MebCCC bbeRbbUc+br+mbergU.bi.oebcc.UCi.UbeRsLURsR+iLU.oU.be.g+U+cC.+RmUbeRRs se bbbe bisi sUrrrRRRU)/(/sbbbe bRRrrR 其中：其中：可推出高频电压放大倍数：可推出高频电压放大倍数：HffjAVVA 1usmSOusH其中：其中：Lme bbbe bisiusmRgrrrRRRA beLiSirRRRR 其中：其中：RCf 21H 该电路有该电路有 一个一个
34、RC低通环节。低通环节。有上限截止频率：有上限截止频率：MebCCC )/(/sbbbe bRRrrR LU.oU.be.g+U+cC.+RmUbeRRs共射放大电路高频段的波特图共射放大电路高频段的波特图幅频响应幅频响应 ： 2HusmusH)(11lg20|lg20|lg20ffAA 相频响应相频响应 ： )arctg(180Hff f0.1fH-180fH10fH100fH-225-270 十十倍倍频频/45 f0.1fHfH10fH100fH）（dB|lg20UA-20dB/十倍频程十倍频程|lg20usmA)j1(1)j1(1HLusmusffffAA f-180fHfL-225-2
35、70 ffHfL）（dB|lg20UA-20dB/十倍频程十倍频程|lg20usmA-135-90十十倍倍频频/45 20dB/十倍频程十倍频程十十倍倍频频/45 （1）通频带：）通频带：（2 2）带宽）带宽- -增益积：增益积：fbwAumBJT BJT 一旦确定，一旦确定，带宽增益积基本为常数带宽增益积基本为常数HLHbwffff 两个频率响应指标：两个频率响应指标：f-180fHfL-225-270 ffHfL）（dB|lg20UA-20dB/十倍频程十倍频程|lg20usmA-135-90十十倍倍频频/45 20dB/十倍频程十倍频程十十倍倍频频/45 3.6.3 频率频率失真失真 若
36、放大电路的通频带不够宽，则对信号中各种频率的正弦波成分的放大倍数和附加相移会产生影响，使输出信号波形产生失真，这种现象称为频率失真频率失真。 由于放大倍数的值随频率变化所产生的波形失真称为幅幅频失真频失真，如图(b)所示。由于相位差 随频率而变所产生的波形失真称为相频失真相频失真。如图 (c)所示。 3.7 3.7 多级放大电路多级放大电路3.7.1 多级放大器的耦合方式多级放大器的耦合方式1.阻容耦合阻容耦合优点：优点： 各级放大器静态工作点独立。各级放大器静态工作点独立。 输出温度漂移比较小。输出温度漂移比较小。缺点：缺点： 不适合放大缓慢变化的信号。不适合放大缓慢变化的信号。 不便于作成
37、集成电路。不便于作成集成电路。+Re1b12Rb11Rc1RRb2b1Cb2CT1ou_uib3LTV2CRCCRe2+第一级A1第二级A2An第n级uoiu2.直接耦合直接耦合优点：优点： 各级放大器静态工作点相互影响。各级放大器静态工作点相互影响。 输出温度漂移严重。输出温度漂移严重。缺点：缺点： 可放大缓慢变化的信号。可放大缓慢变化的信号。 电路中无电容，便于集成化。电路中无电容，便于集成化。+-uR21oVTTRie1e2CCuc1RRb11EEV3变压器耦合变压器耦合 利用变压器初次级线圈之间利用变压器初次级线圈之间具有具有“隔离直流耦合交流隔离直流耦合交流”的作用，使各级放大电路的
38、的作用，使各级放大电路的静态工作点相互独立，从而静态工作点相互独立，从而使交流信号顺利地传输到下使交流信号顺利地传输到下一级，故称为变压器耦合方一级，故称为变压器耦合方式。这种耦合方式突出的优式。这种耦合方式突出的优点就是能够利用变压器的变点就是能够利用变压器的变压比进行阻抗、电压和电流压比进行阻抗、电压和电流的变换。的变换。 变压器耦合4光电耦合光电耦合 前级与后级之间的耦合前级与后级之间的耦合元件是光电耦合器件，因此元件是光电耦合器件，因此称为光电耦合方式。光电耦称为光电耦合方式。光电耦合方式既可传输交流信号又合方式既可传输交流信号又可传输直流信号，还可实现可传输直流信号，还可实现前、后级
39、之间的电流隔离，前、后级之间的电流隔离，抗干扰能力强，另外便于集抗干扰能力强，另外便于集成。成。3.7.2 多级放大器的频响多级放大器的频响 多级放大电路的电压放大倍数等于各级电压放大倍数多级放大电路的电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即的乘积，即 uu 1u 2uu1nnKKAAAAA多级放大电路幅频特性和相频特性的表达式为多级放大电路幅频特性和相频特性的表达式为 uu1u2uu1nnKKAA AAA121nnKK 总的电压放大倍数的幅值为各级电压放大倍数幅值的总的电压放大倍数的幅值为各级电压放大倍数幅值的乘积，总的相位差为各级相位差的代数和。乘积，总的相位差为各级相位差的代数和。 多
40、级放大电路的频带宽度小于各单级放大电路的频带宽度。多级放大电路的频带宽度小于各单级放大电路的频带宽度。所以多级放大电路虽然放大倍数提高了，但是频带宽度却变窄所以多级放大电路虽然放大倍数提高了，但是频带宽度却变窄了，总的相位差是各单级相位差的叠加了，总的相位差是各单级相位差的叠加 。 两级放大电路频率特性两级放大电路频率特性 以图以图示的两级放大电路的频率特性曲线为例，示的两级放大电路的频率特性曲线为例，进行讨论：进行讨论：3.7.3 放大倍数放大倍数( (增益增益) )的分贝表示法的分贝表示法 电压放大倍数用分贝表示电压放大倍数用分贝表示( (即电压增益即电压增益) )为为 oui(dB)20
41、 lg (dB)UAU 当输出量大于输入量时，电压放大倍数的分贝值为正；当输出量大于输入量时，电压放大倍数的分贝值为正；当输出量小于输入量时，电压放大倍数的分贝值为负当输出量小于输入量时，电压放大倍数的分贝值为负( (称衰称衰减减) )；当输出量等于输入量时，电压放大倍数的分贝；当输出量等于输入量时，电压放大倍数的分贝值为值为0。 电压增益用分贝表示的优点就是可以把多级放大电路中电压增益用分贝表示的优点就是可以把多级放大电路中的乘、除运算转变成对数的加减运算，使计算简单化。的乘、除运算转变成对数的加减运算，使计算简单化。 1放大器的噪声放大器的噪声 放大器的噪声是放大器中各元件内部载流子的不规
42、则运放大器的噪声是放大器中各元件内部载流子的不规则运动所造成的。如果放大器的负载是电声设备，此时就会出现动所造成的。如果放大器的负载是电声设备，此时就会出现杂音，所以通常叫做杂音，所以通常叫做“噪声噪声”。按照噪声来源的不同，可大。按照噪声来源的不同，可大体分为晶体管内部噪声和电阻热噪声两种。体分为晶体管内部噪声和电阻热噪声两种。 (1) 晶体管内部噪声晶体管内部噪声 当晶体管有电流通过时，就会产生噪声。如果是由于当晶体管有电流通过时，就会产生噪声。如果是由于做不规则热运动的载流子通过晶体管内体电阻而产生的，做不规则热运动的载流子通过晶体管内体电阻而产生的，称为热噪声；如由于发射区向基区注入载
43、流子数目发生变称为热噪声；如由于发射区向基区注入载流子数目发生变化，而使各极电流产生不规则波动，称其为散粒噪声；如化，而使各极电流产生不规则波动，称其为散粒噪声；如由于制造工艺水平或半导体材料本身等原因而产生的载流由于制造工艺水平或半导体材料本身等原因而产生的载流子不规则运动，称为颤动噪声。子不规则运动，称为颤动噪声。3.8 放大器的噪声与抗干扰措施 (2) 电阻热噪声电阻热噪声 由于载流子的无规则热运动，使得任意时刻通过导体横由于载流子的无规则热运动，使得任意时刻通过导体横截面的电子数目的代数和不为零截面的电子数目的代数和不为零( (即有电流存在即有电流存在) )，那么当这，那么当这个电流流
44、经电路时，就会产生一个正比于电路电阻且随时间个电流流经电路时，就会产生一个正比于电路电阻且随时间变化的电压，称为电阻的热噪声。变化的电压，称为电阻的热噪声。 2. 放大器的干扰及抗干扰措施放大器的干扰及抗干扰措施(1)(1)杂散电磁场干扰杂散电磁场干扰 当放大器周围存在杂散电磁场时，放大器的输入电路当放大器周围存在杂散电磁场时，放大器的输入电路或某些重要元件处于这种变动的电场和磁场中，就会感应或某些重要元件处于这种变动的电场和磁场中，就会感应出干扰电压。当干扰磁场足够强时，在输入端产生的干扰出干扰电压。当干扰磁场足够强时，在输入端产生的干扰电压就会妨碍放大器的正常工作。电压就会妨碍放大器的正常
45、工作。(2)直流电源电压波动引起的干扰直流电源电压波动引起的干扰 通常放大器的直流电源是由交流电经整流滤波后得到的，通常放大器的直流电源是由交流电经整流滤波后得到的，若滤波效果不好，则直流电源电压就会有交流成分，使放大若滤波效果不好，则直流电源电压就会有交流成分，使放大器中晶体管集电极电流产生波动而形成干扰电压。防止这种器中晶体管集电极电流产生波动而形成干扰电压。防止这种干扰现象的发生，可采用稳压电源来代替整流滤波后的直流干扰现象的发生，可采用稳压电源来代替整流滤波后的直流电源。电源。(3)交流电源引起的干扰交流电源引起的干扰 当交流电网的负载突变时，在突变处交流电源线与地之当交流电网的负载突
46、变时，在突变处交流电源线与地之间将产生高频干扰电压，由此产生的高频电流通过稳压电源、间将产生高频干扰电压，由此产生的高频电流通过稳压电源、放大器等经过地线再回到突变处。由交流电源产生的高频干放大器等经过地线再回到突变处。由交流电源产生的高频干扰对放大器的正常工作会产生一定的影响。扰对放大器的正常工作会产生一定的影响。 3.9 放大器的调整与调试放大器的调整与调试 1 1放大器的调整放大器的调整 (1)放大器的组成原则放大器的组成原则因为放大电路的实质是一个能量控制装置，而能量的来源因为放大电路的实质是一个能量控制装置，而能量的来源就是直流电源，因此放大电路中必须要有直流电源。同时直就是直流电源
47、，因此放大电路中必须要有直流电源。同时直流电源的设置要保证晶体管工作在放大状态，即发射结正偏、流电源的设置要保证晶体管工作在放大状态，即发射结正偏、集电结反偏。集电结反偏。元件的安排要保证信号的传输，即信号能够从放大电路的元件的安排要保证信号的传输，即信号能够从放大电路的输入端加到晶体管上，经过放大后从输出端输出，概括起来输入端加到晶体管上，经过放大后从输出端输出，概括起来就是要保证放大器交流通路的畅通。就是要保证放大器交流通路的畅通。选择元件时，首先注意的是元件的极限参数是否符合电路选择元件时，首先注意的是元件的极限参数是否符合电路设计要求，其次就是元件的参数是否满足放大电路的性能指设计要求
48、，其次就是元件的参数是否满足放大电路的性能指标要求，最后就是元件的参数是否保证信号不失真地放大。标要求，最后就是元件的参数是否保证信号不失真地放大。(2)不同组态电路的选择不同组态电路的选择共发射极放大电路又称反相电压放大器，其电压、电流和功率共发射极放大电路又称反相电压放大器，其电压、电流和功率放大倍数均较大，输入和输出电阻大小适中，其中的分压式偏置放大倍数均较大，输入和输出电阻大小适中，其中的分压式偏置稳定电路还具有稳定静态工作点的作用，因此可作为多级放大电稳定电路还具有稳定静态工作点的作用，因此可作为多级放大电路的输入、输出和中间级，起到放大信号的作用。路的输入、输出和中间级，起到放大信
49、号的作用。共集电极放大电路又称电压跟随器，无电压放大作用但有电流共集电极放大电路又称电压跟随器，无电压放大作用但有电流放大作用，另外它的输入电阻高、输出电阻低。可作为多级放大放大作用，另外它的输入电阻高、输出电阻低。可作为多级放大电路的输入级、缓冲级，还可作为功率输出级使用。电路的输入级、缓冲级，还可作为功率输出级使用。共基极放大电路又称电流跟随器，无电流放大作用但有电压放共基极放大电路又称电流跟随器，无电流放大作用但有电压放大作用，其输入电阻低，另外共基极电路的频率特性较好，所以大作用，其输入电阻低，另外共基极电路的频率特性较好，所以适用于高频或宽频带放大电路。适用于高频或宽频带放大电路。(
50、3)设计电路时，采取适当措施尽量避免干扰现象的出现。设计电路时，采取适当措施尽量避免干扰现象的出现。2. 放大器的调试放大器的调试(1)单单级放大器的调整级放大器的调整 为了获得最大不失真的输出电压，放大电路的静态工作为了获得最大不失真的输出电压，放大电路的静态工作点应该选在输出特性曲线中交流负载线的中点附近，若工作点应该选在输出特性曲线中交流负载线的中点附近，若工作点选得太高，就会引起饱和失真；若工作点选得太低，就会点选得太高，就会引起饱和失真；若工作点选得太低，就会产生截止失真。产生截止失真。 对于小信号放大电路，由于输出交流信号幅度较小、非对于小信号放大电路，由于输出交流信号幅度较小、非