《汽車電氣系統(tǒng)檢修》課程——多級(jí)放大電路3.1和3.2

1、1一、復(fù)合管的組成及其電流放大系數(shù)一、復(fù)合管的組成及其電流放大系數(shù)復(fù)合管的構(gòu)成：復(fù)合管的構(gòu)成：+uBEiBiB1iC2iCiEiE1 = iB2T1bT2eciC1由兩個(gè)或兩個(gè)以上三極管組成。由兩個(gè)或兩個(gè)以上三極管組成。1.復(fù)合管共射復(fù)合管共射電流放大系數(shù)電流放大系數(shù) 值值BC ii 因因?yàn)闉橛蓤D可見由圖可見2B21B12C1CCiiiii 1B11E2B)1(iii 1BBii 2.6 基本放大電路的派生電路基本放大電路的派生電路 2.6.1復(fù)合管放大電路復(fù)合管放大電路第二章第二章 基本放大電路基本放大電路22B21211B21B1C)()1(iiii +uBEiBiB1iC2iCiEiE1

2、 = iB2T1bT2eciC1則則212121 BCii所以所以2.復(fù)合管輸入電阻復(fù)合管輸入電阻 rbe2be11beBBEbe)1(rriur 其中其中)1(2be11be1B2be2B1be1BBErriririu 所以所以顯然，顯然， 、rbe 均比一個(gè)管子均比一個(gè)管子 1、rbe1 提高了很多倍。提高了很多倍。第二章第二章 基本放大電路基本放大電路33.構(gòu)成復(fù)合管時(shí)注意事項(xiàng)構(gòu)成復(fù)合管時(shí)注意事項(xiàng)（1）. 前后兩個(gè)三極管連接關(guān)系上，應(yīng)保證前級(jí)輸前后兩個(gè)三極管連接關(guān)系上，應(yīng)保證前級(jí)輸出電流與后級(jí)輸入電流實(shí)際方向一致。出電流與后級(jí)輸入電流實(shí)際方向一致。（2）. 外加電壓的極性應(yīng)保證前后兩個(gè)管

3、子均為發(fā)外加電壓的極性應(yīng)保證前后兩個(gè)管子均為發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，使管子工作在放大區(qū)。射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，使管子工作在放大區(qū)。復(fù)合管的接法復(fù)合管的接法T1bT2ecT2T1bec( (a) ) NPN 型型( (b) ) PNP 型型圖圖 2.6.1復(fù)合管復(fù)合管第二章第二章 基本放大電路基本放大電路4( (c) ) NPN 型型cT1bT2e( (d) ) PNP 型型T2T1bec圖圖 2.6.1復(fù)合管復(fù)合管第二章第二章 基本放大電路基本放大電路5結(jié)結(jié) 論論1. 兩個(gè)同類型的三極管組成復(fù)合管，其類型與原來(lái)相同。復(fù)兩個(gè)同類型的三極管組成復(fù)合管，其類型與原來(lái)相同。復(fù)合管的合管的 1 2，復(fù)合

4、管的，復(fù)合管的rbe = rbe1 +(1+ 1 )rbe2 。2. 兩個(gè)不同類型的三極管組成復(fù)合管，其類型與前級(jí)三極管兩個(gè)不同類型的三極管組成復(fù)合管，其類型與前級(jí)三極管相同。復(fù)合管的相同。復(fù)合管的 1 2，復(fù)合管的，復(fù)合管的 rbe = rbe1 +(1+ 1 ) rbe2 。3. 在集成運(yùn)放中，復(fù)合管不僅用于中間級(jí)，也常用于輸入級(jí)在集成運(yùn)放中，復(fù)合管不僅用于中間級(jí)，也常用于輸入級(jí)和輸出級(jí)。和輸出級(jí)。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)可以獲得很高的電流放大系數(shù)可以獲得很高的電流放大系數(shù) ；提高中間級(jí)的輸入電阻；提高中間級(jí)的輸入電阻；提高了集成運(yùn)放總的電壓放大倍數(shù)。提高了集成運(yùn)放總的電壓放大倍數(shù)。6二、復(fù)合管共射放大電

5、路二、復(fù)合管共射放大電路圖圖2.6.2阻容耦合復(fù)合管共射放大電路阻容耦合復(fù)合管共射放大電路電壓放大倍數(shù)與沒用復(fù)合管時(shí)相當(dāng)，電壓放大倍數(shù)與沒用復(fù)合管時(shí)相當(dāng)，但輸入電阻大大增但輸入電阻大大增加加,增強(qiáng)了電流放大能力。增強(qiáng)了電流放大能力。7三、復(fù)合管共集放大電路三、復(fù)合管共集放大電路圖圖2.6.3阻容耦合復(fù)合管共集放大電路阻容耦合復(fù)合管共集放大電路復(fù)合管共集放大電路復(fù)合管共集放大電路使輸入電阻大大增加，輸出電阻大大減小。使輸入電阻大大增加，輸出電阻大大減小。82.6.2共射共基放大電路共射共基放大電路特點(diǎn)：特點(diǎn)：電路的輸入電阻較大，具有一定的電電路的輸入電阻較大，具有一定的電壓放大能力，有較寬的通頻

6、帶。壓放大能力，有較寬的通頻帶。圖圖2.6.4共射共基放大電路的交流通路共射共基放大電路的交流通路92.6.3共集共基放大電路共集共基放大電路圖圖2.6.5共集共基放大電路的交流通路共集共基放大電路的交流通路輸入電阻較大，具有一定的電壓放大能力，有較寬的通頻帶。輸入電阻較大，具有一定的電壓放大能力，有較寬的通頻帶。第三章第三章 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路 3.1 多級(jí)放大電路的耦合方式多級(jí)放大電路的耦合方式 3.2 多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析113.1 多級(jí)放大電路的耦合方式多級(jí)放大電路的耦合方式將多個(gè)單級(jí)基本放大電路合理聯(lián)接，構(gòu)成多級(jí)放大電路將多個(gè)單級(jí)基本放大電路合理聯(lián)接，構(gòu)

7、成多級(jí)放大電路組成多級(jí)放大電路的每一個(gè)基本電路稱為組成多級(jí)放大電路的每一個(gè)基本電路稱為一級(jí)一級(jí)，級(jí)與級(jí)之間的連接稱為級(jí)與級(jí)之間的連接稱為級(jí)間耦合級(jí)間耦合。四種常見的耦合方式四種常見的耦合方式：直接耦合直接耦合阻容耦合阻容耦合變壓器耦合變壓器耦合光電耦合光電耦合123.1.1直接耦合直接耦合圖圖 3.1.1（a)兩個(gè)單管放大電路簡(jiǎn)單的直接耦合兩個(gè)單管放大電路簡(jiǎn)單的直接耦合Rc1Rb1+VCC+T1+ iUOURc2Rb2T2T1管的靜態(tài)工作點(diǎn)靠近飽和區(qū)，在動(dòng)態(tài)下容易引起飽和失真。管的靜態(tài)工作點(diǎn)靠近飽和區(qū)，在動(dòng)態(tài)下容易引起飽和失真。13一、一、 直接耦合放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置直接耦合放大電路靜態(tài)

8、工作點(diǎn)的設(shè)置改進(jìn)電路改進(jìn)電路( (b) )電路中接入電路中接入 Re2，保證第一級(jí)集電極有保證第一級(jí)集電極有較高的靜態(tài)電位，但較高的靜態(tài)電位，但第二級(jí)放大倍數(shù)嚴(yán)重第二級(jí)放大倍數(shù)嚴(yán)重下降。下降。 改進(jìn)電路改進(jìn)電路( (c1) )穩(wěn)壓管動(dòng)態(tài)電阻穩(wěn)壓管動(dòng)態(tài)電阻很小，可以使第二級(jí)很小，可以使第二級(jí)的放大倍數(shù)損失小。的放大倍數(shù)損失小。但集電極電壓變化范但集電極電壓變化范圍減小。圍減小。DZRc1Rb1+VCC+T1+ iUOURc2RT2( (c) )Rc1Rb1+VCC+T1+ iUOURc2Re2T2( (b) )14改進(jìn)電路改進(jìn)電路( (d) ) NPN管和管和PNP管管混合使用，可獲得合混合使用

9、，可獲得合適的工作點(diǎn)。為經(jīng)常適的工作點(diǎn)。為經(jīng)常采用的方式。采用的方式。Rc1Rb1+VCC+T1+ iUOURe2Rc2T2 ( (d) )圖圖 3.1.1直接耦合放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置直接耦合放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置15特點(diǎn)：特點(diǎn)：( (1) ) 可以放大交流可以放大交流和緩慢變化及直流和緩慢變化及直流信號(hào)；信號(hào)；( (2) ) 便于集成化。便于集成化。( (3) )各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互相影各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響；基極和集電極電位會(huì)隨響；基極和集電極電位會(huì)隨著級(jí)數(shù)增加而上升；著級(jí)數(shù)增加而上升；( (4) )零點(diǎn)漂移（如何克服）。零點(diǎn)漂移（如何克服）。163.1.2阻容耦合阻容耦合圖圖 3.1.

10、2阻容耦合放大電路阻容耦合放大電路C1RC1Rb1+VCCC2RL+T1+ iUoU+Rc2Rb2C3T2+第第 一一 級(jí)級(jí)第第 二二 級(jí)級(jí)特點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，在分立元件電特點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，在分立元件電路中廣泛使用。路中廣泛使用。在集成電路中無(wú)法制造大容量電容，不在集成電路中無(wú)法制造大容量電容，不便于集成化，盡量不用。便于集成化，盡量不用。173.1.3變壓器耦合變壓器耦合圖圖 3.1.3變壓器耦合共射放大電路變壓器耦合共射放大電路(a)電路電路(b)交流等效電路交流等效電路以前功率放大電路廣泛采用此耦合方式。以前功率放大電路廣泛采用此耦合方式。目前基本不用。目前基本不用。最大的

11、特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換。最大的特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換。選擇恰當(dāng)?shù)淖儽龋稍谪?fù)載上得到盡可能大的輸出功率。選擇恰當(dāng)?shù)淖儽?，可在?fù)載上得到盡可能大的輸出功率。18在理想條件下，變壓器原副邊的安匝數(shù)相等，即在理想條件下，變壓器原副邊的安匝數(shù)相等，即 I1 N1=I2 N2 I2 =（I1 N1 / N2 ）=I1 (V1 / V2 ) =(V2 /RL) ( V1 / R1 ) (V1 / V2 ) =(V2 /RL) (N1 / N2 )2 =R1 /RL n2 =R1 /RL 07.06(a)變壓器的阻抗匹配19 優(yōu)點(diǎn)：因變壓器不能傳輸直流信號(hào)，優(yōu)點(diǎn)：因變壓器不能傳輸直流信號(hào)，只能傳輸交流信號(hào)和

12、進(jìn)行阻抗變換，只能傳輸交流信號(hào)和進(jìn)行阻抗變換， 所以，各級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互所以，各級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，互不影響。獨(dú)立，互不影響。 改變變壓器的匝數(shù)比，容易實(shí)現(xiàn)阻抗改變變壓器的匝數(shù)比，容易實(shí)現(xiàn)阻抗變換，因而容易獲得較大的輸出功率。變換，因而容易獲得較大的輸出功率。 缺點(diǎn)：變壓器體積大而重，不便于集成。缺點(diǎn)：變壓器體積大而重，不便于集成。同時(shí)同時(shí)頻率特性差頻率特性差，也不能傳送直流和變化，也不能傳送直流和變化非常緩慢的信號(hào)。非常緩慢的信號(hào)。 203.1.4光電耦合光電耦合光電耦合是以光電耦合是以光信號(hào)光信號(hào)為媒介來(lái)實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的耦合和傳遞為媒介來(lái)實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的耦合和傳遞的，因而其抗干擾能力

13、強(qiáng)而得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。的，因而其抗干擾能力強(qiáng)而得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。一、光電耦合一、光電耦合圖圖3.1.5光電耦合器及其傳輸特性光電耦合器及其傳輸特性發(fā)光元件發(fā)光元件光敏元件光敏元件傳輸比傳輸比CTR較小，只有較小，只有0.11.521二、光電耦合放大電路二、光電耦合放大電路圖圖3.1.6光電耦合放大電路光電耦合放大電路目前市場(chǎng)上已有集成光電耦合放大電路，目前市場(chǎng)上已有集成光電耦合放大電路，具有較強(qiáng)的放大能力。具有較強(qiáng)的放大能力。223.2多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析一、電壓放大倍數(shù)一、電壓放大倍數(shù)總電壓放大倍數(shù)等于各級(jí)電壓放大倍數(shù)的乘積，即總電壓放大倍數(shù)等于各級(jí)電壓放大倍

14、數(shù)的乘積，即其中，其中， n 為多級(jí)放大電路的級(jí)數(shù)。為多級(jí)放大電路的級(jí)數(shù)。二、二、 輸入電阻和輸出電阻輸入電阻和輸出電阻 通常，多級(jí)放大電路的輸入電阻就是通常，多級(jí)放大電路的輸入電阻就是輸入級(jí)的輸入電輸入級(jí)的輸入電阻阻；輸出電阻就是；輸出電阻就是輸出級(jí)的輸出電阻。輸出級(jí)的輸出電阻。 具體計(jì)算時(shí)，有時(shí)它們不僅僅決定于本級(jí)參數(shù)，也與具體計(jì)算時(shí)，有時(shí)它們不僅僅決定于本級(jí)參數(shù)，也與后級(jí)或前級(jí)的參數(shù)有關(guān)。后級(jí)或前級(jí)的參數(shù)有關(guān)。注意注意：在求單級(jí)放大電路的放大倍數(shù)時(shí)必須將后一級(jí)的輸入電阻作在求單級(jí)放大電路的放大倍數(shù)時(shí)必須將后一級(jí)的輸入電阻作為前一級(jí)的負(fù)載考慮，即將第二級(jí)的輸入電阻與第一級(jí)集電為前一級(jí)的負(fù)載

15、考慮，即將第二級(jí)的輸入電阻與第一級(jí)集電極負(fù)載電阻并聯(lián)。極負(fù)載電阻并聯(lián)。 niinAAAAAA1=32123 現(xiàn)以下圖的兩級(jí)放大電路為例加以說(shuō)明，現(xiàn)以下圖的兩級(jí)放大電路為例加以說(shuō)明， 三極管的參數(shù)為三極管的參數(shù)為: : 1= 2= =100，VBE1=VBE2=0.7=0.7 V。計(jì)算總電壓計(jì)算總電壓放大倍數(shù)。放大倍數(shù)。 圖兩級(jí)放大電路計(jì)算典例 24 電壓增益電壓增益（1 1）求靜態(tài)工作點(diǎn)）求靜態(tài)工作點(diǎn)=BQ1EQ1BEIIVV26. 71 . 593. 012c1CQ1ccB2C1RIVVV25V7 . 48 . 793. 012)()(=e1c1CQ1cce1BQ1CQ1c1CQ1CCCEQ

16、1RRIVRIIRIVV26mA04. 19 . 3/04. 49 . 3/ )96. 712(/ )(e2E2CCCQ2EQ2RVVIIV47. 43 . 404. 1c2CQ2C2RIVV96. 77 . 026. 7BE2B2E2VVVV45. 396. 747. 4E2C2CEQ2VVV27（2 2）求電壓放大倍數(shù)）求電壓放大倍數(shù)先計(jì)算三極管的輸入電阻先計(jì)算三極管的輸入電阻k8 . 204. 126101300mA)(mV)(26)1 (=k1 . 393. 026101300mA)(mV)(26)1 (=E2bbbe2E1bbbe1IrrIrr28（2 2）求電壓放大倍數(shù)）求電壓放大

17、倍數(shù)電壓增益電壓增益be2i2be1i2c11, 3 .581 . 3) 8 . 2/1 . 5(100)/(=rRrRRAv式中6 .1538 . 23 . 4100)/(=be2Lc22rRRAv8955)6 .153(3 .5821vvvAAA29如圖所示的兩級(jí)電壓放大電路，如圖所示的兩級(jí)電壓放大電路，已知已知1= 2 =50, T1和和T2均為均為3DG8D。 RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+B1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k oU.Ui.30 兩級(jí)放大電路的靜態(tài)值可分別計(jì)算。兩級(jí)放大電路的靜態(tài)值可分別計(jì)算。 R

18、B1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+B1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k oU.Ui.解解: :31A8 . 9mA2750)(110000.624) (1E1B1BECCB1 RRUUImA 49. 0mA 0098. 050)(1)1(B1E1 II V77. 10V2749. 024E1E1CCCE RIUU RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+B1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k oU.Ui.32V26.843V438224B2B2B1CCB2 RRRU

19、VmA 96. 0mA5 . 751. 06 . 026. 8E2E2BE2B2e2 RRUUIV71. 6)V5 . 751. 010(96. 024)(E2E2C2C2CCCE2 RRRIUU RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+B1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k oU.Ui.332ir1iirr 2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_2ER Ui.oU.o1U.由等效電路可知，放大電路的輸入電阻由等效電路可知，放大電路的輸入電阻 ri 等于第一級(jí)的等于第一級(jí)的輸入電阻輸入電阻ri1。第一級(jí)是射極輸出器，它的輸入電阻第一級(jí)是射極輸出器，它的輸入電阻ri1與負(fù)載有關(guān)，而與負(fù)載有關(guān)，而射極輸出器的負(fù)載即是第二級(jí)輸入電阻射極輸出器的負(fù)載即是