多级放大器简介

小灰灰 2022-10-14 00:54 85阅读 0赞

# 多级放大器 #

常见的共射放大电路放大系数 β V = − β R C R b 1 \\beta\_V=-\\frac\{\\beta R\_\{C\}\}\{R\_\{b1\}\} βV=−Rb1βRC

## 耦合方式 ##

将多个单级基本放大电路合理连接即构成多级放大电路

组成多级放大电路的每个基本电路称为一**级**，级与级之间的连接称为**级间耦合**

有下列四种常见的耦合方式

*  直接耦合
    
    可以放大交流和缓慢变化的直流信号，便于集成化
    
    但是各级静态工作点会互相影响——基极和集电极电位会随着级数增加而上升；并且存在**零点漂移**
    
    改进方法：
    
    1.  在后级的射极接入电阻，提高后级基极电位，但是会导致第二级的放大倍数下降
    2.  在后级的射极接入稳压二极管并上拉电阻（启动电阻）到Vcc，可以使后级的放大倍数损失减小，但是会导致集电极电压的变化范围减小
    3.  在前级和后级之间使用反接的稳压二极管耦合，并在后级的基极接入下拉电阻到地，可以做到不损失放大倍数，但是稳压管噪声较大，会对输出信号造成影响
    4.  混合使用NPN管和PNP管（对管）直接耦合，可以较完美地实现需求，实际经常使用的电路就是这种
 *  阻容耦合
    
    在前级和后级之间使用电容进行耦合
    
    静态工作点相互独立，在分立元件电路中广泛使用；但集成电路中难以制造大容量电容，不便于集成化
 *  变压器耦合
    
    过去广泛采用的耦合方式，利用变压器的阻抗变换功能，但是难以高频工作，过去经常使用这种方式实现收音机放大电路
 *  光电耦合
    
    使用光耦器件进行前后级耦合，耦合效果好、抗干扰能力强，但是难以做到良好的线性放大

## 多级放大器动态分析 ##

### 性能参数 ###

1.  电压放大倍数
    
    总电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积
    
     β A = β 1 × β 2 × ⋯ × β n \\beta\_A=\\beta\_1\\times\\beta\_2\\times\\cdots\\times\\beta\_n βA=β1×β2×⋯×βn
    
    各级的放大倍数、静态值等可以独立计算
2.  输入电阻、输出电阻等同于从输入端口、输出端口分别看入电路的总电阻

### 直接耦合放大电路的零点漂移问题 ###

**零点漂移**：直接耦合时，输入电压为0，但输出电压离开零点，并缓慢地发生不规则变化的现象

原因：放大器件的参数受温度影响而使Q点不稳定，所以零点漂移也称为温度漂移

*多级放大器会使零点漂移更加严重*

抑制零点漂移的方法：

1.  引入直流负反馈
2.  利用热敏元件补偿放大器零漂
3.  使用差分放大电路，放大差分信号（只有这种方法可以达到完美抑制零点漂移）

## 差分放大电路 ##

核心思想：构造电压源补偿由于零点漂移带来的电压不稳定

差分放大电路也称为差动放大电路，电路以两只并联的三极管集电极电位差为输出，以共模或差模信号为输入，其中共模信号会被直接忽略，由于零点漂移造成的信号也是一种共模信号，所以会被去除

差分放大电路中构造了两个“虚地”——负载电阻的中点电位在差模信号作用下不变，相当于“接地”；对管射极相连节点的电位由于差分信号而不变，构造了另一个“接地点”

差分放大器具有四种接法

*  双入双出
 *  双入单出
 *  单入双出
 *  单入单出