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文檔簡介
1、<p> 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書</p><p> 題 目: </p><p> 系 部: </p><p> 專 業(yè): </p><p&
2、gt; 班 級(jí): </p><p> 學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào): </p><p> 指導(dǎo)教師: </p><p> 2013年 月 日</p><p><b&
3、gt; 目 錄</b></p><p><b> 摘要1</b></p><p> 第一章 放大電路2</p><p> 1.1放大的概述的介紹2</p><p> 1.1.1放大電路的概念2</p><p> 1.1.2放大電路介紹2</p>
4、<p> 第二章 放大電路3</p><p><b> 2.1晶體管3</b></p><p><b> 2.1.1概述3</b></p><p> 2.1.2基本結(jié)構(gòu)3</p><p> 2.1.3放大原理4</p><p> 2.2基本放
5、大電路5</p><p> 2.2.1共發(fā)射極放大電路5</p><p> 2.2.2射極輸出器10</p><p> 第三章 多級(jí)放大電路12</p><p><b> 3.1概述12</b></p><p> 3.1.1多級(jí)放大電路的概述12</p><
6、;p> 3.1.2多級(jí)放大電路的組成及特點(diǎn)12</p><p> 3.2常見的幾種放大電路13</p><p> 3.2.1概述13</p><p> 3.2.2阻容耦合多級(jí)放大電路13</p><p> 3.2.3變壓器耦合多級(jí)放大電路13</p><p> 3.2.4直接耦合多級(jí)放大電路
7、14</p><p> 3.2.5光電耦合電路14</p><p> 3.3多級(jí)放大電路實(shí)例15</p><p><b> 總結(jié)18</b></p><p><b> 參考文獻(xiàn)19</b></p><p><b> 摘要</b><
8、;/p><p> 【摘要內(nèi)容】放大電路能夠?qū)⒁粋€(gè)微弱的交流小信號(hào),通過一個(gè)裝置,得到一個(gè)波形相似,但幅值卻大很多的交流大信號(hào)的輸出。實(shí)際應(yīng)用中,放大電路的輸入信號(hào)都是很微弱的,一般為毫伏級(jí)或微伏級(jí)。為獲得推動(dòng)負(fù)載工作的足夠大的電壓和功率,需將輸入信號(hào)放大成千上萬倍。由于前述單級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)通常只有幾十倍,所以需要將多個(gè)單級(jí)放大電路聯(lián)結(jié)起來,組成多級(jí)放大電路對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行連續(xù)放大。</p>&
9、lt;p> 【關(guān)鍵詞】 放大電路 晶體管 放大原理 多級(jí)放大電路</p><p><b> 第一章 放大電路</b></p><p> 1.1放大的概述的介紹</p><p> 1.1.1放大電路的概念</p><p> 放大電路能夠?qū)⒁粋€(gè)微弱的交流小信號(hào),通過一個(gè)裝置,得到一個(gè)波形相似,但幅值卻大很多的
10、交流大信號(hào)的輸出。實(shí)際的放大電路通常是由信號(hào)源、晶體三極管構(gòu)成的放大器及負(fù)載組成。</p><p> 放大的本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)能量的控制,即能量的轉(zhuǎn)換:用能量比較小的輸入信號(hào)來控制另一個(gè)能源,使輸出端的負(fù)載上得到能量比較大的信號(hào);放大的對(duì)象是變化量;放大的特征是功率放大,即負(fù)載上總是獲得比輸入信號(hào)大得多的電壓或電流,有時(shí)兼而有之;放大的前提是信號(hào)不失真,即只有在不失真的情況下放大才有意義。 </p>&l
11、t;p> 圖1.1 基本放大電路</p><p> 1.1.2放大電路介紹</p><p> 增加電信號(hào)幅度或功率的電子電路。應(yīng)用放大電路實(shí)現(xiàn)放大的裝置稱為放大器。它的核心是電子有源器件,如電子管、晶體管等。為了實(shí)現(xiàn)放大,必須給放大器提供能量。常用的能源是直流電源,但有的放大器也利用高頻電源作為泵浦源。放大作用的實(shí)質(zhì)是把電源的能量轉(zhuǎn)移給輸出信號(hào)。輸入信號(hào)的作用是控制這種轉(zhuǎn)移,使
12、放大器輸出信號(hào)的變化重復(fù)或反映輸入信號(hào)的變化?,F(xiàn)代電子系統(tǒng)中,電信號(hào)的產(chǎn)生、發(fā)送、接收、變換和處理,幾乎都以放大電路為基礎(chǔ)。20世紀(jì)初,真空三極管的發(fā)明和電信號(hào)放大的實(shí)現(xiàn),標(biāo)志著電子學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的階段。20世紀(jì)40年代末晶體管的問世,特別是60年代集成電路的問世,加速了電子放大器以至電子系統(tǒng)小型化和微型化的進(jìn)程。</p><p><b> 第二章 放大電路</b></p>
13、<p><b> 2.1晶體管</b></p><p><b> 2.1.1概述</b></p><p> 半導(dǎo)體三極管也稱為晶體三極管,可以說它是電子電路中最重要的器件。它最主要的功能是電流放大和開關(guān)作用。三極管顧名思義具有三個(gè)電極。二極管是由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的,而三極管由兩個(gè)PN結(jié)構(gòu)成,共用的一個(gè)電極成為三極管的基極(用字母b表
14、示)。其他的兩個(gè)電極成為集電極(用字母c表示)和發(fā)射極(用字母e表示)。由于不同的組合方式,形成了一種是NPN型的三極管,另一種是PNP型的三極管。</p><p><b> 圖2.1 三極管</b></p><p> 三極管的種類很多,并且不同型號(hào)各有不同的用途。三極管大都是塑料封裝或金屬封裝,常見三極管的外觀,有一個(gè)箭頭的電極是發(fā)射極,箭頭朝外的是NPN型三極
15、管,而箭頭朝內(nèi)的是PNP型。實(shí)際上箭頭所指的方向是電流的方向。</p><p><b> 2.1.2基本結(jié)構(gòu)</b></p><p> 三極管的基本結(jié)構(gòu)是兩個(gè)反向連結(jié)的PN結(jié)面,可有PNP和NPN兩種組合。三個(gè)接出來的端點(diǎn)依序稱為發(fā)射極(emitter,E)、基極(base,B)和集電極(collector,C)。</p><p> 圖2
16、.2 三極管的基本結(jié)構(gòu)</p><p><b> 2.1.3放大原理</b></p><p> 晶體三極管按材料分有兩種:鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)形式,但使用最多的是硅NPN和鍺PNP兩種三極管。兩者除了電源極性不同外,其工作原理都是相同的,下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理?!?duì)于NPN管,它是由2塊N型半導(dǎo)體中間夾著一塊P型半導(dǎo)體所組成,
17、發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié),而集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結(jié)稱為集電結(jié),三條引線分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極c。</p><p> 當(dāng)b點(diǎn)電位高于e點(diǎn)電位零點(diǎn)幾伏時(shí),發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài),而C點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位幾伏時(shí),集電結(jié)處于反偏狀態(tài),集電極電源Ec要高于基極電源Ebo。在制造三極管時(shí),有意識(shí)地使發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子濃度大于基區(qū)的,同時(shí)基區(qū)做得很薄,而且,要嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量,這樣,一旦接通電源后,由于發(fā)
18、射結(jié)正偏,發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子(電子)及基區(qū)的多數(shù)載流子(空穴)很容易地越過發(fā)射結(jié)互相向?qū)Ψ綌U(kuò)散,但因前者的濃度基大于后者,所以通過發(fā)射結(jié)的電流基本上是電子流,這股電子流稱為發(fā)射極電流了。由于基區(qū)很薄,加上集電結(jié)的反偏,注入基區(qū)的電子大部分越過集電結(jié)進(jìn)入集電區(qū)而形成集電極電流Ic,只剩下很少(1-10%)的電子在基區(qū)的空穴進(jìn)行復(fù)合,被復(fù)合掉的基區(qū)空穴由基極電源Eb重新補(bǔ)給,從而形成了基極電流Ibo.根據(jù)電流連續(xù)性原理得:Ie=Ib+Ic,
19、這就是說,在基極補(bǔ)充一個(gè)很小的Ib,就可以在集電極上得到一個(gè)較大的Ic,這就是所謂電流放大作用,Ic與Ib是維持一定的比例關(guān)系,即:β1=Ic/Ib 式中:β1--稱為直流放大倍數(shù),集電極電流的變化量△Ic與基極電流的變化量△Ib之比為:β= △Ic/△Ib。式中β--稱為交流電流放大倍</p><p><b> 2.2基本放大電路</b></p><p> 2.
20、2.1共發(fā)射極放大電路</p><p> 共發(fā)射極放大電路簡稱共射電路,其原理電路如圖所示。輸入端AA′外接需要放大的信號(hào)源;輸出端BB′外接負(fù)載。發(fā)射極為輸入信號(hào)ui和輸出信號(hào)uo的公共端。公共端通常稱為“地”(實(shí)際上并非真正接到大地),其電位為零,是電路中其他各點(diǎn)電位的參考點(diǎn),用“⊥”表示。</p><p> 圖2.3 共射極放大電路</p><p> 1
21、.電路的組成及各元件的作用</p><p> (1)三極管VNPN管,具有放大功能,是放大電路的核心。</p><p> (2)直流電源VCC使三極管工作在放大狀態(tài),VCC一般為幾伏到幾十伏。</p><p> ?。?)基極偏置電阻Rb它使發(fā)射結(jié)正向偏置,并向基極提供合適的基極電流(。Rb一般為幾十千歐至幾百千歐。</p><p> (
22、4)集電極負(fù)載電阻Rc它將集電極電流的變化轉(zhuǎn)換成集-射極之間電壓的變化,以實(shí)現(xiàn)電壓放大。Rc的值一般為幾千歐至幾十千歐。</p><p> (5)耦合電容C1、C2又稱隔直電容,起通交流隔直流的作用。C1、C2一般為幾微法至幾十微法的電解電容器,在聯(lián)結(jié)電路時(shí),應(yīng)注意電容器的極性,不能接錯(cuò)。</p><p> 2.放大電路的靜態(tài)分析靜態(tài)是指放大電路沒有交流輸入信號(hào)(ui=0)時(shí)的直流工作
23、狀態(tài)。靜態(tài)時(shí),電路中只有直流電源VCC作用,三極管各極電流和極間電壓都是直流值,電容C1、C2相當(dāng)于開路。</p><p> 對(duì)放大電路進(jìn)行靜態(tài)分析的目的是為了合理設(shè)置電路的靜態(tài)工作點(diǎn)(用Q表示),即靜態(tài)時(shí)電路中的基極電流IBQ、集電極電流ICQ和集-射間電壓UCEQ的值,防止放大電路在放大交流輸入信號(hào)時(shí)產(chǎn)生的非線性失真。</p><p> 根據(jù)直流通路,可求得三極管的靜態(tài)值IBQ為&
24、lt;/p><p><b> ?。?-1)</b></p><p> 三極管工作于放大狀態(tài)時(shí),發(fā)射結(jié)正偏,這時(shí)UBEQ基本不變,對(duì)于硅管約為0.7V,鍺管約為0.3 V。由于UBEQ一般比VCC小得多,式(2-1)可以寫成</p><p><b> (2-2)</b></p><p> 例2-1在
25、圖2-4所示共射電路中,已知VCC=20V,RC=6.2kΩ,Rb=500kΩ,三極管為3DG100,β=45。試求放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。</p><p> 圖2-4 快速熔斷器在電路中的不同位置</p><p> 由此可見,共射放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)是由基極偏置電阻Rb決定的。因此,通過調(diào)節(jié)基極偏置電阻Rb可以使放大電路獲得一個(gè)合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。</p><p>
26、; 3.放大電路的動(dòng)態(tài)分析放大電路在有輸入信號(hào)時(shí)(ui≠0)的工作狀態(tài)稱為動(dòng)態(tài)。動(dòng)態(tài)時(shí),在直流電壓VCC和輸入交流電壓信號(hào)ui的共同作用下,電路中的電流和電壓是由直流分量和交流分量的疊加而成脈動(dòng)直流信號(hào)。</p><p> 說明:由于放大電路是交、直流共存的電路,因而名稱、符號(hào)較多。為了便于分析,將放大電路中規(guī)定的電流和電壓符號(hào)列于表2-1。</p><p> 表2-1 放大電路中電
27、流和電壓的符號(hào)</p><p> 動(dòng)態(tài)時(shí),為了分析交流信號(hào)的傳輸情況,通常需要先畫出交流電流所流經(jīng)的路徑,即交流通路,如圖2.5所示。此時(shí),耦合電容C1、C2對(duì)交流的容抗很小,因而可視為短路;直流電源的內(nèi)阻很小,交流通過時(shí)的電壓降可忽略,因此直流電源也可視為短路。</p><p> 圖2.5 放大電路的交流通路</p><p> 4.放大電路的性能指標(biāo)分析電壓
28、放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻是放大電路的三個(gè)主要性能指標(biāo),分析這三個(gè)指標(biāo)最常用的方法是微變等效電路法,這是一種在小信號(hào)放大條件下,將非線性的三極管放大電路等效為線性電路進(jìn)行分析的方法。</p><p> 圖2.6三極管交流通路</p><p> (1)三極管的微變等效電路按共發(fā)射極方式聯(lián)結(jié)的三極管交流通路如圖2.6所示。從輸入端b、e來看,由于在小信號(hào)輸入條件下,三極管的輸入特性近似為
29、線性,ube和ib成正比,因此b、e間可用電阻rbe來等效;從輸出端c、e來看,集電極電流ic=βib,幾乎與uce無關(guān),因此可用受控恒流源ic=βib來等效。根據(jù)以上分析,可將三極管等效為圖2.7所示電路。</p><p> 圖2.7 三極管的微變等效電路</p><p> rbe稱為三極管的輸入電阻,低頻小功率管的輸入電阻rbe可用下式估算</p><p>
30、<b> (2-3)</b></p><p> 由式(2-3)可見,rbe與靜態(tài)工作電流IE有關(guān)。當(dāng)?shù)皖l小功率管的靜態(tài)工作電流IC=1~2 mA時(shí),rbe約為1kΩ。</p><p> 2)共射放大電路的微變等效電路將圖2.5所示交流通路中的三極管用微變等效電路替代,得到共射放大電路的微變等效電路如圖2.7所示。</p><p> 3)
31、共射放大電路動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)分析</p><p> ? 電壓放大倍數(shù)Au放大倍數(shù)是衡量放大電路放大能力的重要指標(biāo),由圖2.5可知</p><p> 共射放大電路的電壓放大倍數(shù)為</p><p><b> (2-4)</b></p><p> 式中Au——電壓放大倍數(shù);</p><p> RL
32、′——交流負(fù)載等效電阻,RL′=RC// RL-(Ω)。</p><p> 共射放大電路的電壓放大倍數(shù)一般較大,通常為幾十倍至幾百倍。式(2-4)中,負(fù)號(hào)表示輸出電壓與輸入電壓相位相反。</p><p> 空載時(shí),交流負(fù)載等效電阻RL′= RC,因此空載電壓放大倍數(shù)為</p><p><b> ?。?-5)</b></p>&
33、lt;p> 由于RC// RL< RC,因此Au< Au0,即放大電路接負(fù)載RL后,放大倍數(shù)下降。</p><p> ? 輸入電阻Ri輸入電阻是從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻。輸入電阻越大,放大電路的實(shí)際輸入電壓就越接近于所接信號(hào)源電壓。</p><p> 根據(jù)圖2.7所示電路,共射放大電路的輸入電阻為</p><p> Ri=Rb//r
34、be (2-6)</p><p> 通常,Rb為幾百千歐,rbe約為1千歐,Rb>>rbe,所以</p><p> Ri≈rbe (2-7)</p><p> 可見,共射放大電路的輸入電阻Ri較小,一般為幾百歐至幾千歐。</p><p> 輸出電阻Ro輸出電阻是從輸出端向放大電路看進(jìn)去的等效電阻。輸出
35、電阻越小,放大電路接上負(fù)載后的輸出電壓下降越小,即放大電路的帶負(fù)載能力越強(qiáng)。</p><p> 共射放大電路的輸出電阻Ro≈RC。由于RC一般為幾千歐至幾十千歐,因此共射放大電路輸出電阻Ro較大,電路的帶負(fù)載能力也較差。</p><p> 例2-2在例2-1所示共射放大電路中,已知RL=6kΩ,若輸入信號(hào)有效值Ui=10mV,則輸出電壓的幅值有多大?</p><p&
36、gt; 解由例2-1已求得該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)為</p><p> IBQ=40μΑ;ICQ=1.8mΑ;UCEQ=8.8V</p><p> IE≈ICQ=1.8mΑ;</p><p> 根據(jù)式(2-3)得三極管的輸入電阻為</p><p><b> 電壓放大倍數(shù)Au為</b></p><p
37、><b> 輸出電壓的幅值為 </b></p><p> 5.放大電路非線性失真實(shí)踐表明,若靜態(tài)工作點(diǎn)Q設(shè)置不當(dāng),在放大電路中將會(huì)出現(xiàn)輸出電壓uo和輸入電壓ui波形不一致的現(xiàn)象,即非線性失真,如圖2.8所示。</p><p><b> 圖2.8非線性失真</b></p><p> (1)飽和失真圖2.8中,若
38、靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在Q1點(diǎn),則集電極電流ICQ1過大,接近飽和區(qū)。當(dāng)ib1按正弦規(guī)律變化時(shí),Q1點(diǎn)進(jìn)入飽和區(qū),造成iC1的正半周和輸出電壓uo1的負(fù)半周出現(xiàn)平頂畸變。這種由于三極管進(jìn)入飽和區(qū)工作而引起的失真稱為飽和失真。通過增大基極偏置電阻Rb,減小IBQ1,可將靜態(tài)工作點(diǎn)適當(dāng)下移,以消除飽和失真。</p><p> ?。?)截止失真圖2.8中,若靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在Q2點(diǎn),則集電極電流ICQ2太小,接近截止區(qū)。由圖可見
39、,此時(shí)iC2的負(fù)半周和輸出電壓uo2的正半周出現(xiàn)平頂畸變。這種由于三極管進(jìn)入截止區(qū)工作而引起的失真稱為截止失真。通過減小基極偏置電阻Rb,增大IBQ2,可將靜態(tài)工作點(diǎn)適當(dāng)上移,以消除截止失真。</p><p> 2.2.2射極輸出器</p><p> 圖2.9 射極輸出器</p><p> 1.電路結(jié)構(gòu)射極輸出器的電路結(jié)構(gòu)如圖2.9所示,三極管的集電極直接接電
40、源VCC,發(fā)射極接射極電阻Re。對(duì)交流信號(hào)而言,基極是信號(hào)的輸入端,發(fā)射極是輸出端,集電極相當(dāng)于接地,是輸入、輸出回路的公共端,故稱共集電極放大電路。由于信號(hào)從發(fā)射極輸出,所以又稱射極輸出器。</p><p> 2.射極輸出器的輸出電壓與輸入電壓數(shù)值相近、相位相同,即輸出信號(hào)跟隨輸入信號(hào)的變化,這是射極輸出器最顯著的特點(diǎn),因此又稱射極跟隨器。</p><p> 此外,射極輸出器還具有輸
41、入電阻大(可達(dá)幾十千歐至幾百千歐)、輸出電阻?。ㄒ话銥閹讱W至幾百歐)的特點(diǎn),因而多級(jí)放大電路、電子測量儀器以及集成電路中得到廣泛的應(yīng)用。</p><p> 第三章 多級(jí)放大電路</p><p><b> 3.1概述 </b></p><p> 3.1.1多級(jí)放大電路的概述</p><p> 實(shí)際應(yīng)用中,放大電路的
42、輸入信號(hào)都是很微弱的,一般為毫伏級(jí)或微伏級(jí)。為獲得推動(dòng)負(fù)載工作的足夠大的電壓和功率,需將輸入信號(hào)放大成千上萬倍。由于前述單級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)通常只有幾十倍,所以需要將多個(gè)單級(jí)放大電路聯(lián)結(jié)起來,組成多級(jí)放大電路對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行連續(xù)放大。</p><p> 多級(jí)放大電路中,輸入級(jí)用于接受輸入信號(hào)。為使輸入信號(hào)盡量不受信號(hào)源內(nèi)阻的影響,輸入級(jí)應(yīng)具有較高的輸入電阻,因而常采用高輸入電阻的放大電路,例如射極輸出器等。
43、中間電壓放大級(jí)用于小信號(hào)電壓放大,要求有較高的電壓放大倍數(shù)。輸出級(jí)是大信號(hào)功率放大級(jí),用以輸出負(fù)載需要的功率。</p><p> 3.1.2多級(jí)放大電路的組成及特點(diǎn)</p><p> 1.多級(jí)放大電路的組成多級(jí)放大電路的組成框圖如圖3.1所示。</p><p> 圖3.1 多級(jí)放大電路的組成框圖</p><p> 多級(jí)放大電路中,輸入
44、級(jí)用于接受輸入信號(hào)。為使輸入信號(hào)盡量不受信號(hào)源內(nèi)阻的影響,輸入級(jí)應(yīng)具有較高的輸入電阻,因而常采用高輸入電阻的放大電路,例如射極輸出器等。中間電壓放大級(jí)用于小信號(hào)電壓放大,要求有較高的電壓放大倍數(shù)。輸出級(jí)是大信號(hào)功率放大級(jí),用以輸出負(fù)載需要的功率。</p><p> 2.多級(jí)放大電路的級(jí)間耦合方式及特點(diǎn)在多級(jí)放大電路中,級(jí)與級(jí)之間的聯(lián)結(jié)方式稱為耦合。級(jí)間耦合時(shí)應(yīng)滿足以下要求:各級(jí)要有合適的靜態(tài)工作點(diǎn);信號(hào)能從前級(jí)
45、順利傳送到后級(jí);各級(jí)技術(shù)指標(biāo)能滿足要求。</p><p> 3.2常見的幾種放大電路</p><p><b> 3.2.1概述</b></p><p> 常見的耦合方式有阻容耦合、變壓器耦合、直接耦合以及光電耦合等。</p><p> 3.2.2阻容耦合阻容耦合多級(jí)放大電路</p><p>
46、; 阻容耦合阻容耦合多級(jí)放大電路如圖3.2所示。圖中,前級(jí)的輸出電阻通過電容C2(稱為耦合電容)與后級(jí)的輸入電阻相連,因而稱為阻容耦合。</p><p><b> 圖3.2 阻容耦合</b></p><p> 阻容耦合結(jié)構(gòu)簡單,價(jià)格低廉,在多級(jí)分立元件交流放大電路中獲得廣泛應(yīng)用。但阻容耦合放大電路不能放大直流和緩變信號(hào),并且集成電路中制造大電容也比較困難,使阻容
47、耦合的應(yīng)用又具有很大的局限性。</p><p> 3.2.3變壓器耦合多級(jí)放大電路</p><p> 變壓器耦合多級(jí)放大電路如圖3.3所示。圖中,前級(jí)的輸出通過變壓器與后級(jí)的輸入端相連,因而稱為變壓器耦合。變壓器耦合的最大特點(diǎn)是能夠進(jìn)行阻抗變換,實(shí)現(xiàn)負(fù)載與放大電路之間的阻抗匹配,使負(fù)載獲得最大功率。</p><p> 圖3.3 變壓器耦合</p>
48、<p> 由于變壓器具有體積大、笨重和頻率特性差的缺點(diǎn),同時(shí)也不能放大直流和緩變信號(hào),因此應(yīng)用較少。</p><p> 3.2.4直接耦合多級(jí)放大電路</p><p> 直接耦合多級(jí)放大電路如圖3.4所示。由圖可見,前級(jí)的輸出端直接與后級(jí)的輸入端相連,因而稱為直接耦合。</p><p><b> 圖3.4 直接耦合</b>&
49、lt;/p><p> 直接耦合的多級(jí)放大電路具有良好的頻率特性,不但能放大交流,還能放大直流和緩變信號(hào),所以又稱“直流放大電路”。但由于前級(jí)與后級(jí)直接相連,因此需要解決:①靜態(tài)工作點(diǎn)相互牽制可能導(dǎo)致的多級(jí)放大電路無法進(jìn)行正常線性放大的問題;②零點(diǎn)漂移問題。</p><p> 所謂零點(diǎn)漂移,是指放大電路的輸入電壓為零時(shí),在輸出端出現(xiàn)的偏離靜態(tài)值而緩慢、無規(guī)則變化的輸出電壓的現(xiàn)象。造成零點(diǎn)漂移
50、現(xiàn)象的原因很多,但主要是由于三極管參數(shù)隨溫度變化使各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)變動(dòng)而導(dǎo)致的,因此又稱為溫度漂移。顯然,在阻容耦合、變壓器耦合的放大電路中,這種緩慢變化的漂移電壓不會(huì)傳送到下級(jí)放大,但在直接耦合的放大電路中,漂移電壓會(huì)和有用信號(hào)一起直接傳送到下一級(jí),經(jīng)過逐級(jí)放大后,在輸出端很難區(qū)分有用信號(hào)和漂移電壓,甚至?xí)霈F(xiàn)漂移電壓“淹沒”有用信號(hào)的現(xiàn)象,使放大電路無法正常工作。不難想象,多級(jí)放大電路的放大倍數(shù)越大,零點(diǎn)漂移現(xiàn)象越嚴(yán)重,而且以第一級(jí)放
51、大電路產(chǎn)生的零點(diǎn)漂移電壓在輸出端引起的后果最嚴(yán)重。</p><p> 由于直接耦合無電容、無變壓器,因此在集成電路中得到廣泛應(yīng)用。</p><p> 3.2.5光電耦合電路</p><p> 光電耦合電路如圖3.5所示。圖中,方框內(nèi)是光電耦合器,它由發(fā)光二極管和光電晶體管封裝在同一管殼內(nèi)組成。前級(jí)輸出信號(hào)使發(fā)光二極管發(fā)光,光電晶體管接受光照后,產(chǎn)生光電流。光電
52、流的大小隨輸入端信號(hào)的增加而增大。光電耦合器以光為媒介,實(shí)現(xiàn)電信號(hào)從前級(jí)向后級(jí)傳輸,它的輸入端和輸出端在電氣上絕緣,具有抗干擾、隔噪聲等特點(diǎn),已得到越來越廣泛的應(yīng)用。</p><p><b> 圖3.5 光電耦合</b></p><p> 3.3多級(jí)放大電路實(shí)例</p><p> 例3-1圖3.6為三級(jí)放大電路。</p>&
53、lt;p><b> 已知</b></p><p> 三極管的電流放大倍數(shù)均為β=50。試求電路的靜態(tài)工作點(diǎn)、 電壓放大倍數(shù)、 輸入電阻和輸出電阻。 </p><p> 解 圖示放大電路, 第一級(jí)是射極輸出器, 第二、 三級(jí)都是具有電流反饋的工作點(diǎn)穩(wěn)定電路, 均是阻容耦合, 所以各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)均可單獨(dú)計(jì)算。 </p><p>&
54、lt;b> 第一級(jí): </b></p><p><b> 第二級(jí): </b></p><p><b> 第三級(jí): </b></p><p><b> 電壓放大倍數(shù): </b></p><p><b> 第一級(jí): </b><
55、;/p><p> 第一級(jí)是射極輸出級(jí), 其電壓放大倍數(shù)</p><p><b> 第二級(jí): </b></p><p><b> 第三級(jí):</b></p><p><b> 輸入電阻: </b></p><p> 輸入電阻即為第一級(jí)輸入電阻<
56、/p><p> 輸出電阻: 輸出電阻即為第三級(jí)的輸出電阻</p><p> ro=ro3=Rc3=3kΩ</p><p><b> 總結(jié)</b></p><p> 在我們實(shí)際應(yīng)用中,放大電路的輸入信號(hào)都是很微弱的,一般為毫伏級(jí)或微伏級(jí)。為獲得推動(dòng)負(fù)載工作的足夠大的電壓和功率,需將輸入信號(hào)放大成千上萬倍。由于前述單級(jí)
57、放大電路的電壓放大倍數(shù)通常只有幾十倍,所以需要將多個(gè)單級(jí)放大電路聯(lián)結(jié)起來,組成多級(jí)放大電路對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行連續(xù)放大,這在實(shí)際生活中是非常重要的,多級(jí)放大電路在電子電路中有著很重要的地位。</p><p> 但是放大電路也存在著靜態(tài)工作點(diǎn)相互牽制可能導(dǎo)致的多級(jí)放大電路無法進(jìn)行正常線性放大的問題;零點(diǎn)漂移問題;非線性失真等問題。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b>
58、;</p><p> [1]. 秦曾煌.電工學(xué).上冊.電工技術(shù)——七版.北京:高等教育出版社,2009</p><p> [2]. 秦曾煌.電工學(xué).下冊.電子技術(shù)——七版.北京:高等教育出版社,2009.</p><p> [3].邱關(guān)源.電路.第五版. 北京:高等教育出版社,2006.</p><p> [4]. 康華光.電子技術(shù)基
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