多級放大電路

多級放大電路

一、多級放大電路及其耦合方式

在許多應用場合，要求放大器有較高的放大倍數及合適的輸入、輸出電阻，如用單級放大器很難達到要求。因此，需要將多個不同組態的基本放大器級聯起來，充分利用它們的特點，合理組合構成多級放大器，用儘可能少的級數，滿足系統對放大倍數、輸入、輸出電阻等動態指標的要求。

多級放大器中各級之間連接方式稱為耦合方式。級間耦合時，一方面要確保各級放大器有合適的直流工作點，另一方面應使前級輸出信號儘可能不衰減地加到後級的輸入。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，並且由於 和 均產生+45°的附加相移，所以 產生90°附加相移。

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

對於一個n 級放大電路，設組成它的各級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；設該多級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
半導體三極體是由兩個PN結組成的三端有源器件。有NPN型和PNP型兩大類，兩者電壓、電流的實際方向相反，但具有相同的結構特點，即基區寬度薄且摻雜濃度低，發射區摻雜濃度高，集電區面積大，這一結構上的特點是三極體具有電流放大作用的內部條件。

三極體是一種電流控制器件，即用基極電流或發射極電流來控制集電極電流，故所謂放大作用，實質上是一種能量控制作用。放大作用只有在三極體發射結正向偏置、集電結反向偏置，以及靜態工作點的合理設置時才能實現。

三極體的特性曲線是指各極間電壓與各極電流間的關係曲線，最常用的是輸出特性曲線和輸入特性曲線。它們是三極體內部載流子運動的外部表現，因而也稱外部特性。

器件的參數直觀地表明了器件性能的好壞和適應的工作範圍，是人們選擇和正確使用器件的依據。在三極體的眾多參數中，電流放大係數、極間反向飽和電流和幾個極限參數是三極體的主要參數，使用中應予以重視。

圖解法和小信號模型分析方法是分析放大電路的兩種基本方法。圖解法的要領是：先根據放大電路直流通路的直流負載線方程作出直流負載線，並確定靜態工作點Q，再根據交流負載線的斜率為–1/–1/R¢L及過Q點的特點，作出交流負載線，並對應畫出輸入信號、輸出信號（電壓、電流）的波形，分析動態工作情況。
小信號模型分析方法的要領是：小信號工作是該方法的應用條件。它是用H參數小信號模型等效電路（一般只考慮三極體的輸入電阻和電流放大係數）代替放大電路交流通路中的三極體，再用線性電路原理分析、計算放大電路的動態性能指標，即電壓增益 、輸入電阻Ri和輸出電阻Ro等。小信號模型等效電路只能用於電路的動態分析，不能用來求Q點，但H參數值卻與電路的Q點相關。

溫度變化將引起三極體的極間反向電流、發射結電壓vBE、電流放大係數b 隨之變化，從而導致靜態電流IC不穩定。因此，溫度變化是引起放大電路靜態工作點不穩定的主要原因，解決這一問題的辦法之一是採用基極分壓式射極偏置電路。