多级放大器和负反馈放大器

《电子线路》配套多媒体CAI课件 电子教案

第4章 多级放大器和负反馈放大器

教学重点

1．了解多级放大器级间耦合方式、放大倍数及频率特性。 2．掌握反馈的概念和负反馈放大器的分类。

3．了解闭环放大倍数的一般表达式及反馈深度的概念。 4．了解负反馈对放大电路性能的影响。 5．掌握射极输出器的特点。

教学难点

1．多级放大器的放大倍数。 2．负反馈放大器反馈类型的判断。 3．射极输出器的特点。

学时分配

序号 1 2 3 4 5 6 7 4.1多级放大器 4.2负反馈放大器 4.3三种组态电路的比较 实验五 两级阻容耦合放大器 实验六 负反馈放大电路 本章小结与习题 本章总学时 内 容 学时 2 6 2 2 2 14 4.1 多级放大器

多级放大器：把多个单级放大电路串接起来，使输入信号vi经过多次放大的电路。如图4.1.1所示。

特点：电压放大倍数高，通频带窄。

图4.1.1 多级放大器的框图

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4.1.1 放大器的级间耦合方式

级间耦合：放大器级与级之间的连接，其方式有三种。如图4.1.2所示。

图4.1.2 多级放大器的三种耦合方式 图4.1.3 阻容耦合两级放大电路

1．阻容耦合：级间通过电容C2和基极电阻Rb(Rb12//Rb22)连接。如图4.1.2(a)所示。由于电容C2的“隔直通交”作用，使各级静态工作点独立；交流信号顺利通过C2输送到下一级。

2．变压器耦合：级间通过变压器T1连接。如图4.1.2(b)所示。由于T1初次级之间具有“隔直通交”的性能，使各级静态工作点独立，而交流信号通过T1互感耦合顺利输送到下一级。

3．直接耦合：级间通过导线（或电阻）直接连接。如图4.1.2(c)所示。前级输出信号直接输送到下一级；但各级静态工作点相互影响。

对耦合方式的基本要求： 一、信号传输无损失； 二、静态工作点正常；

三、信号失真小，传输效率高。

4.1.2 阻容耦合多级放大器

一、阻容耦合多级放大器的放大倍数

两级阻容耦合放大器如图4.1.3(a)所示，对应的交流通路如图4.1.3(b)。设

Rb11//Rb21?Rb12//Rb22第一级的输入电阻为

Rb11?Rb21??Rb1Rb11?Rb21R?Rb22??b12?Rb2Rb12?Rb22

R??r?1//rbe1?b1be1?rbe1ri1?Rb??rbe1Rb1

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第二级的输入电阻为

?//rbe2?ri2?Rb2?1为 RL1??第一级交流负载RL??rbe2Rb2?rbe2

??rbe2Rb2Rc1?ri2

Rc1?ri2???为 RL2第二级交流负载RL2Rc2?RL

Rc2?RL由放大倍数的定义得

?RL1 (4.1.1) rbe1R?第二级电压放大倍数 ? Av2???2L2 (4.1.2)

rbe2第一级电压放大倍数 Av1???1两级电压放大倍数应为 Av?Vo2Vo2Vi2?? Vi1Vi2Vi1因为 Vi2?Vo1 所以 Av?Vo2Vo1??Av2?Av1 Vi2Vi1得 Av?Av1?Av2 (4.1.3)

结论：两级放大器的电压放大倍数A?等于单级电压放大倍数A?1与A?2的乘积。 同理，n级放大器的放大倍数为

Av?Av1?Av2?Av3???Avn (4.1.4)

注意，分析多级放大器的放大倍数时要考虑后级对前级的影响。即把后级的输入电阻作为前级负载来考虑。

[例4.1.1] 图4.1.3(a)两级阻容耦合放大器中，按给定的参数，并设两管的?1??2?40，rbe1???1.3?k?，rbe2???1?k?，试估算：(1) 各级的电压放大倍数；(2) 总的电压放大倍数。

解 (1) 先估算有关参数

ri2?Rb12//Rb22//rbe2?1k?10?1k??0.91k? 10?1??Rc2//RL?1.25k?RL2??Rc1//ri2?RL1(2) 估算各级电压放大倍数

?RL10.91k???40???28rbe11.3k?

?RL21.25k?Av2???2??40???50rbe21k?(3) 总的电压放大倍数

Av1???

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Av?Av1?Av2?(?28)?(?50)?1400

[例4.1.2] 某多级放大器其各级电压增益为：第一级是20?dB、第二级是30?dB、第三级为35?dB，求该放大器总的电压增益是多少分贝？

解 该多级放大器总电压增益应为各级电压增益之和。

Gv?(20?30?35)dΒ?85dΒ

[例4.1.3] 有一收音机，其各级功率增益为：天线输入级??3?dB、变频级20?dB、第一中放级30?dB、第二中放级35?dB、检波级??10?dB、末前级40?dB、功放级20?dB，求收音机的总功率增益。

解 总功率增益为各级功率增益之和。

GP?(?3?20?30?35?10?40?20)dΒ?132dΒ

二、阻容耦合放大器的频率特性 动画 阻容耦合放大器的频率特性 1．放大器的频率特性

理想放大器：对于不同频率的信号具有相同的放大倍数。 实际放大器：对不同频率的信号，放大倍数不一样。

频率特性：放大器的放大倍数与频率之间的关系，又叫频率响应。 单级放大器频响曲线如图4.1.4所示。可分为三个频段： (1) 中频段信号频率在fL和fH之间，放大倍数基本不随信号频率而变化。

中频放大倍数?|Avo|：中频段的放大倍数。 上限频率fH和下限频率fL：|Av|?下降到0.707|Avo??时所对应的两个频率。

通频带BW：BW?fH?fL

(2) 低频段信号频率小于fL，放大倍数随频率下降而减小。

在低频段，放大倍数下降的主要原因是耦合电容和射极旁路电容的容抗增大、分压作用增大。 (3) 高频段信号频率大于fH，放大倍数随频率升高而减小。

在高频段，放大倍数下降的主要原因是晶体管结电容的容抗减小、分流作用增大；另外，随频率升高???值降低。

2．多级放大器的频率特性

两级放大器的通频带如图4.1.5所示。两级放大器中频段的电压放大倍数为

图4.1.5 两级放大器的通频带 图4.1.4 放大器的频率响应曲线

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