电子技术基础（第五版）课件 第3章 多级放大电路及集成运算放大器.pptx

课题三多级放大电路及

集成运算放大器;

3.1多级放大电路;;

3.1.1级间耦合方式

多级放大电路是将各单级放大电路连接起来，这种级间连接方式称为耦合。

1.阻容耦合

阻容耦合是利用电容器作为耦合元件将前级和后级连接起来。这个电容器称为耦合电容，如图3.2所示。第一级的输出信号通过电容器C2和第二级的输入端相连接。;;

阻容耦合的优点是：前级和后级直流通路彼此隔开，每一级的静态工作点相互独立，互不影响，便于分析和设计电路。因此，阻容耦合在多级交流放大电路中得到了广泛应用。

阻容耦合的缺点是：信号在通过耦合电容加到下一级时会大幅衰减，对直流信号(或变化缓慢的信号)很难传输。在集成电路里制造大电容很困难，不利于集成化。所以，阻容耦合只适用于分立元件组成的电路。;

2.变压器耦合

变压器耦合是利用变压器将前级的输出端与后级的输入端连接起来，如图3.3所示。;

变压器耦合的优点是：由于变压器不能传输直流信号，且有隔直作用，因此各级静态工作点相互独立，互不影响。变压器在传输信号的同时还能够进行阻抗、电压、电流变换。

变压器耦合的缺点是：体积大、笨重等，不能实现集成化应用。;

3.直接耦合

直接耦合是将前级放大电路和后级放大电路直接相连的耦合方式，如图3.4所示。直接耦合所用元件少，体积小，低频特性好，便于集成化。直接耦合的缺点是：由于失去隔离作用，使前级和后级的直流通路相通，静态电位相互牵制，使得各级静态工作点相互影响。另外还存在着零点漂移现象。现讨论如下：

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(1)静态工作点相互牵制。如图3.4所示;

(2)零点漂移现象。由于温度变化等原因，使放大电路在输入信号为零时输出信号不为零的现象称为零点漂移。产生零点漂移的主要原因是温度变化而引起的。因而，零点漂移的大小主要由温度所决定。;

3.1.2耦合对信号传输的影响

1.信号源和输入级之间的关系

信号源接放大电路的输入级，输入级的输入电阻就是它的负载，因此可归结为信号源???负载的关系。如图3.5所示，放大电路的输入电压和输入电流可用下面两式计算：;;

2.各级间关系

中间级级间的相互关系归结为：前级的输出信号为后级的信号源，其输出电阻为信号源内阻，后级的输入电阻为前级的负载电阻。如图3.6所示，第二级的输入电阻为第一级的负载，第三级的输入电阻为第二级的负载，以此类推。;;．

3.多级放大电路的动态分析

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例3.1电路如图3.2所示，已知UCC=6V，Rb1=430Ω，Rc1=2kΩ，Rb2=270kΩ，Rc2=1.5kΩ，rbe2=1.2kΩ，β1=β2=50，C1=C2=C3=10μF，rbe1=1.6kΩ，

求：(1)电压放大倍数；

(2)输入电阻、输出电阻。;;

(2)求输入电阻、输出电阻：;

3.1.3放大电路的频率特性

在实际应用中，放大器所放大的信号并非单一频率，例如，语言、音乐信号的频率范围在20~20000Hz，图像信号的频率范围在0~6MHz。所以，要求放大电路对信号频率范围内所有频率的信号都具有相同的放大效果，输出才能不失真地重显输入信号。实际电路中存在的电容、电感元件及三极管本身的结电容效应，对交流信号都具有一定的影响，所以对不同频率具有不同的放大效果。由这种原因所产生的失真称为频率失真。;

1.幅频特性

共射极放大电路的幅频特性如图3.7所示。;

高频区放大倍数的下降原因是三极管结电容和杂散电容的容抗随频率增加而减小。结电容通常为几十到几百皮法，杂散电容也不大，因而频率不高时可视为开路。在高频时输入的电流被分流，使得IC减小，输出电压降低，导致高频区电压增益下降，如图3.8所示。;;

2.通频带;;

3.2差动放大电路;;

3.2.2差动放大电路的工作原理

1.抑制零点漂移的原理

静态时，ui1=ui2=0，此时由负电源UEE通过电阻RE和两管发射极提供两管的基极电流。由于电路左右两边的参数对称，两管的集电极电位也相等，即

输出电压为;

当温度变化时，由于电路对称，所引起的两管集电极电流的变化量必然相同。例如，温度升高，两管的集电极电流都会增大，集电极电位都会下降。由于电路是对称的，所以两管的集电极电流的变化量相等，即

所以输出电压;

由此可见，温度变化时，尽管两边的集电极电压会相应变化，但电路的双端输出电压Uo会保持为零。

以上分析说明：差动放大电路在零输入时，具有零输出；静态时，温度有变化依然保持零输出，即消除零点漂移。;

2.输入信号分析

图3.10所示的电路中，输入信号Ui1和Ui2有以下3种情况：;;;

3.差动放大电路的功能

差动放大电路的功能是抑制共