2.5 多级放大电路_模拟电子技术-QQ阅读男生都市网

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2.5　多级放大电路

前面讨论的基本放大电路都是由单个晶体管组成的，放大能力有限，其电压放大倍数一般只能到几十至几百倍。而在实际应用中，放大电路的输入信号往往都非常微弱，一般为毫伏级甚至是微伏级，很难带动负载工作。要将其放大到能推动负载工作，仅通过单晶体管的放大电路达不到实际要求的，必须用若干个基本放大单元电路级联起来进行多级放大。

2.5.1　多级放大电路的组成

图2.33所示为多级放大电路的一般结构框图。

图2.33　多级放大电路的一般结构框图

图中输入级主要实现与信号源的连接并对信号进行放大；中间级主要用于电压放大，将微弱的输入电压放大到足够的幅度；输出级主要用于对信号进行功率放大，输出负载所需要的功率并完成和负载的匹配。

2.5.2　多级放大电路的耦合方式

在多级放大电路中，耦合方式是指信号源和放大器之间、放大器中各级之间、放大器与负载之间的连接方式。最常用的耦合方式有3种：阻容耦合、直接耦合和变压器耦合等。阻容耦合应用于分立元件组成的多级交流放大电路中；放大缓慢变化的信号或直流信号则采用直接耦合的方式；变压器耦合在放大电路中的应用逐渐减少。

1.阻容耦合放大电路

图2.34所示为两级阻容耦合共射放大电路。两级放大器之间通过电容C2连接起来，后一级放大电路的输入电阻充当了前一级的负载，所以称为阻容耦合放大电路。

由于两级之间的电容具有隔直通交的作用，因此两级放大电路的直流通路互不相通，即每一级的静态工作点各自独立，不会产生相互影响。而前级的交流信号能顺利通过电容并传递到后级的信号输入端，这一点非常有利于放大电路的设计、调试和维修。阻容耦合放大器还具有结构简单、体积小、重量轻等特点，但它不适合于传递变化缓慢的信号，低频特性差，这是电容的性质所决定的，耦合电容的选择应使信号频率在中频段时容抗视为零。此外，在集成电路中，制造大容量的电容很困难，所以这种耦合方式下的多级放大电路不便于集成。

2.直接耦合放大电路

前级放大电路的输出信号直接连接到后一级放大电路输入端的耦合方式，称为直接耦合方式，其电路如图2.35所示。直接耦合方式不但能放大交流信号，而且能放大变化极其缓慢的超低频信号以及直流信号。现代集成放大电路大都采用直接耦合方式，这种耦合方式得到越来越广泛的应用。然而，直接耦合方式有其特殊的问题，其中主要是前、后级静态工作点互相牵制与零点漂移两个问题。

图2.34　两级阻容耦合共射放大电路

图2.35　直接耦合放大电路

从图2.35中不难看出，在静态时输入信号ui=0，由于T1的集电极和T2的基极直接相连使得两点电位相等，即UCE1=UC1=UB2=UBE2=0.7V，则晶体管T1处于临界饱和状态；另外，第一级的集电极电阻也是第二级的基极偏置电阻，因阻值偏小，必定IB2过大使T2处于饱和状态，电路无法正常工作。为了克服这个缺点，通常采用抬高T2管发射极电位的方法。为此，可以在T2管发射极接电阻RE2，如图2.36所示。

关于直接耦合放大电路的零点漂移现象以及为克服这种现象而采用的差分放大电路，将在第5章做详细讨论。

3.变压器耦合放大电路

在多级放大电路中前级输出信号经过变压器传递到下一级的输入端，这种耦合方式称为变压器耦合。图2.37所示为一个变压器耦合多级放大电路。

变压器耦合多级放大电路的特点是它通过变压器“匝数比”的改变来实现阻抗匹配，以获得更好的性能。另外，这种耦合方式的放大电路只能放大交流信号，而各级静态工作点相互独立，对直流信号起到隔离作用，可以消除零点漂移。但是，与阻容耦合多级放大电路一样，这种电路对直流信号没有放大能力，对低频信号的放大能力也随信号频率的降低而降低；另外，采用变压器耦合还具有体积大，重量重，费用高，不宜集成化等缺点，所以目前应用很少。