高頻放大電路知識講解

1、高頻放大電路知識講解第1頁，共17頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)16分，星期五多級放大電路的放大倍數(shù)：3.1.1 耦合形式3.1.2 零點(diǎn)漂移 3.1 多級放大電路概述問題提出 前面所述的單管放大電路，在實(shí)際運(yùn)用中各項(xiàng)性能指標(biāo)很難滿足要求，所以需要采用多級放大電路，來滿足實(shí)際要求。 多級放大器級間耦合的條件是把前級的輸出信號盡可能多地傳給后級，同時要保證前后級晶體管均處于放大狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)不失真的放大。第2頁，共17頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)16分，星期五3.1.1 耦合形式 多級放大電路的連接，產(chǎn)生了單元電路間的級聯(lián)問題，即耦合問題。放大電路的級間耦合必須要保證信號的傳輸，且保證各級的靜

2、態(tài)工作點(diǎn)正確。 耦合電路采用直接連接或電阻連接，不采用電抗性元件。級間采用電容或變壓器耦合。電抗性元件耦合，只能傳輸交流信號，漂移信號和低頻信號不能通過。直接耦合電路可傳輸?shù)皖l甚至直流信號，因而緩慢變化的漂移信號也可以通過直接耦合放大電路。直接耦合電抗性元件耦合根據(jù)輸入信號的性質(zhì)，就可決定級間耦合電路的形式。第3頁，共17頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)16分，星期五 耦合電路的簡化形式如圖07.01所示。 直接耦合或電阻耦合使各放大級的工作點(diǎn)互相影響，應(yīng)認(rèn)真加以解決；阻容耦合使前后級相對獨(dú)立，靜態(tài)工作點(diǎn)Q互不影響，可抑制溫漂；變壓器耦合可實(shí)現(xiàn)阻抗變換（不常用）。 (a)阻容耦合 (b)直接耦

3、合 (c)變壓器耦合 圖07.01 耦合電路的形式第4頁，共17頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)16分，星期五3.1.2 零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移 是三極管的工作點(diǎn)隨時間而逐漸偏離原有靜態(tài)值的現(xiàn)象。產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的主要原因是溫度的影響，所以有時也用溫度漂移或時間漂移來表示。工作點(diǎn)參數(shù)的變化往往由相應(yīng)的指標(biāo)來衡量。 一般將在一定時間內(nèi)，或一定溫度變化范圍內(nèi)的輸出級工作點(diǎn)的變化值除以放大倍數(shù)，即將輸出級的漂移值歸算到輸入級來表示的。例如 V/C 或 V/min 。第5頁，共17頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)16分，星期五3.1.3 直接耦合放大電路的構(gòu)成 直接耦合或電阻耦合使各放大級的工作點(diǎn)互相影響，這是

4、構(gòu)成直接耦合多級放大電路時必須要加以解決的問題。電位移動直接耦合放大電路NPN+PNP組合電平移動直接耦合放大電路電流源電平移動放大電路(1)(2)(3)第6頁，共17頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)16分，星期五電位移動直接耦合放大電路(1) 于是 VC1=VB2 VC2= VB2+ VCB2VB2（ VC1 ）這樣，集電極電位就要逐級提高，為此后面的放大級要加入較大的發(fā)射極電阻，從而無法設(shè)置正確的工作點(diǎn)。這種方式只適用于級數(shù)較少的電路。 如果將基本放大電路去掉耦合電容，前后級直接連接，如圖07.02所示。 圖07.02 前后級的直接耦合 第7頁，共17頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)16分

5、，星期五(2)NPN+PNP組合電平移動直接耦合放大電路 級間采用NPN管和PNP管搭配的方式，如圖07.03所示。由于NPN管集電極電位高于基極電位，PNP管集電極電位低于基極電位，它們的組合使用可避免集電極電位的逐級升高。 圖07.03 NPN和PNP管組合第8頁，共17頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)16分，星期五電流源電平移動放大電路(3) 電流源在電路中的作用實(shí)際上是個有源負(fù)載，其上的直流壓降小，通過R1上的壓降可實(shí)現(xiàn)直流電平移動。但電流源交流電阻大，在R1上的信號損失相對較小，從而保證信號的有效傳遞。同時,輸出端的直流電平并不高，實(shí)現(xiàn)了直流電平的合理移動。 在模擬集成電路中常采用一

6、種電流源電平移動電路，如圖07.04所示。 圖07.04 電流源電平移動電路 第9頁，共17頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)16分，星期五3.2 多級放大電路電壓放大倍數(shù)的計(jì)算 在求分立元件多級放大電路的電壓放大倍數(shù)時有兩種處理方法。輸入電阻法開路電壓法 一是將后一級的輸入電阻作為前一級的負(fù)載考慮，即將第二級的輸入電阻與第一級集電極負(fù)載電阻并聯(lián)。 二是將后一級與前一級開路，計(jì)算前一級的開路電壓放大倍數(shù)和輸出電阻，并將其作為信號源內(nèi)阻加以考慮，共同作用到后一級的輸入端。第10頁，共17頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)16分，星期五 現(xiàn)以圖07.03的兩級放大電路為例加以說明，有關(guān)參數(shù)示于圖07.

7、05中。三極管的參數(shù)為1=2=100，VBE1=VBE2=0.7 V。計(jì)算總電壓放大倍數(shù)。用輸入電阻法計(jì)算。 圖07.05 兩級放大電路計(jì)算例 第11頁，共17頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)16分，星期五用輸入電阻法求電壓增益（1）求靜態(tài)工作點(diǎn)第12頁，共17頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)16分，星期五第13頁，共17頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)16分，星期五（2）求電壓放大倍數(shù)先計(jì)算三極管的輸入電阻電壓增益第14頁，共17頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)16分，星期五 如果求從VS算起的電壓增益，需計(jì)算第一級的輸入電阻 Ri1 =rbe1 / Rb1 / Rb2 =3.1/51/20

8、 =3.1/14.4=2.55 k 對于多級放大電路可認(rèn)為：前級是后級的信號源，后級是前級的負(fù)載。 多級放大器可使放大倍數(shù)提高，但是靠犧牲通頻帶來實(shí)現(xiàn)的。通頻帶將在頻率響應(yīng)中介紹。第15頁，共17頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)16分，星期五3.3 變壓器耦合的特點(diǎn) 采用變壓器耦合也可以隔除直流，傳遞一定頻率的交流信號，因此各放大級的Q互相獨(dú)立。變壓器耦合的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)輸出級與負(fù)載的阻抗匹配，以獲得有效的功率傳輸。變壓器耦合阻抗匹配的原理見圖07.06(a)。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 可以通過調(diào)整匝比n來使原、副端阻抗匹配。 07.06(a)變壓器的阻抗匹配第16頁，共17頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)16分，星期五 當(dāng)變壓器的原端作為諧振回