多級(jí)放大電路

一、多級(jí)放大電路及其耦合方式

在許多應(yīng)用場合，要求放大器有較高的放大倍數(shù)及合適的輸入、輸出電阻，如用單級(jí)放大器很難達(dá)到要求。因此，需要將多個(gè)不同組態(tài)的基本放大器級(jí)聯(lián)起來，充分利用它們的特點(diǎn)，合理組合構(gòu)成多級(jí)放大器，用盡可能少的級(jí)數(shù)，滿足系統(tǒng)對(duì)放大倍數(shù)、輸入、輸出電阻等動(dòng)態(tài)指標(biāo)的要求。

多級(jí)放大器中各級(jí)之間連接方式稱為耦合方式。級(jí)間耦合時(shí)，一方面要確保各級(jí)放大器有合適的直流工作點(diǎn)，另一方面應(yīng)使前級(jí)輸出信號(hào)盡可能不衰減地加到后級(jí)的輸入。常用的耦合方式有阻容耦合、直接耦合、變壓器耦合和光電耦合等。

二、阻容耦合方式

連接方式框圖

阻容耦合的連接方框圖如圖1所示。

，且 ，所以

圖1

說明增益下降6dB，并且由于 和 均產(chǎn)生+45°的附加相移，所以 產(chǎn)生90°附加相移。

根據(jù)同樣的分析可得，當(dāng)f =fH1時(shí)，增益也下降6dB，且所產(chǎn)生的附加相移為–90°。因此，兩級(jí)放大電路和組成它的單級(jí)放大電路的波特圖如圖1所示。根據(jù)截止頻率的定義，在幅頻特性中找到使增益下降3dB的頻率就是兩級(jí)放大電路的下限頻率fL和上限頻率fH，如圖中所標(biāo)注。顯然，fL> fL1(fL2)，fH fH1(fH2)。因此，兩級(jí)放大電路的通頻帶比組成它的單級(jí)放大電路的通頻帶要窄。以上結(jié)論具有普遍意義。

對(duì)于一個(gè)n 級(jí)放大電路，設(shè)組成它的各級(jí)放大電路的下限頻率為fL1、fL2、…、fLn，上限頻率為fH1、fH2、…、fHn，通頻帶為fbw1、fbw2、…、fbwn；設(shè)該多級(jí)放大電路的下際頻率為fL，上限頻率為fH，通頻帶為fbw，則

本章小結(jié)
半導(dǎo)體三極管是由兩個(gè)PN結(jié)組成的三端有源器件。有NPN型和PNP型兩大類，兩者電壓、電流的實(shí)際方向相反，但具有相同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，即基區(qū)寬度薄且摻雜濃度低，發(fā)射區(qū)摻雜濃度高，集電區(qū)面積大，這一結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是三極管具有電流放大作用的內(nèi)部條件。

三極管是一種電流控制器件，即用基極電流或發(fā)射極電流來控制集電極電流，故所謂放大作用，實(shí)質(zhì)上是一種能量控制作用。放大作用只有在三極管發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置，以及靜態(tài)工作點(diǎn)的合理設(shè)置時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。

三極管的特性曲線是指各極間電壓與各極電流間的關(guān)系曲線，最常用的是輸出特性曲線和輸入特性曲線。它們是三極管內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)，因而也稱外部特性。

器件的參數(shù)直觀地表明了器件性能的好壞和適應(yīng)的工作范圍，是人們選擇和正確使用器件的依據(jù)。在三極管的眾多參數(shù)中，電流放大系數(shù)、極間反向飽和電流和幾個(gè)極限參數(shù)是三極管的主要參數(shù)，使用中應(yīng)予以重視。

圖解法和小信號(hào)模型分析方法是分析放大電路的兩種基本方法。圖解法的要領(lǐng)是：先根據(jù)放大電路直流通路的直流負(fù)載線方程作出直流負(fù)載線，并確定靜態(tài)工作點(diǎn)Q，再根據(jù)交流負(fù)載線的斜率為–1/–1/R￠L及過Q點(diǎn)的特點(diǎn)，作出交流負(fù)載線，并對(duì)應(yīng)畫出輸入信號(hào)、輸出信號(hào)（電壓、電流）的波形，分析動(dòng)態(tài)工作情況。
小信號(hào)模型分析方法的要領(lǐng)是：小信號(hào)工作是該方法的應(yīng)用條件。它是用H參數(shù)小信號(hào)模型等效電路（一般只考慮三極管的輸入電阻和電流放大系數(shù)）代替放大電路交流通路中的三極管，再用線性電路原理分析、計(jì)算放大電路的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，即電壓增益 、輸入電阻Ri和輸出電阻Ro等。小信號(hào)模型等效電路只能用于電路的動(dòng)態(tài)分析，不能用來求Q點(diǎn)，但H參數(shù)值卻與電路的Q點(diǎn)相關(guān)。

溫度變化將引起三極管的極間反向電流、發(fā)射結(jié)電壓vBE、電流放大系數(shù)b 隨之變化，從而導(dǎo)致靜態(tài)電流IC不穩(wěn)定。因此，溫度變化是引起放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定的主要原因，解決這一問題的辦法之一是采用基極分壓式射極偏置電路。