第四章多级放大电路习题答案
3.1 学习要求
（1）了解多级放大电路的概念，掌握两级阻容耦合放大电路的分析方法。 （2）了解差动放大电路的工作原理及差模信号和共模信号的概念。 （3）理解基本互补对称功率放大电路的工作原理。
3.2 学习指导
本章重点：
（1）多级放大电路的分析方法。
（2）差动放大电路的工作原理及分析方法。 本章难点：
（1）多级放大电路电压放大倍数的计算。 （2）差动放大电路的工作原理及分析方法。 （3）反馈的极性与类型的判断。 本章考点：
（1）阻容耦合多级放大电路的静态和动态分析计算。 （2）简单差动放大电路的分析计算。
3.2.1 多级放大电路的耦合方式
1．阻容耦合
各级之间通过耦合电容和下一级的输入电阻连接。优点是各级静态工作点互不影响，可单独调整、计算，且不存在零点漂移问题；缺点是不能用来放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号，且不能在集成电路中采用阻容耦合方式。 静态分析：各级分别计算。
动态分析：一般采用微变等效电路法。两级阻容耦合放大电路的电压放大倍数为：
??U?UUoo1o??A?Au???Au1u2 ???UUUiio1其中RL1?ri2。
多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻，输出电阻就是最后一级的输出电阻。
2．直接耦合
各级之间直接用导线连接。优点是可放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号时，且适宜于
集成；缺点是各级静态工作点互相影响，且存在零点漂移问题，即当ui?0时uo?0（有静
态电位）。引起零点漂移的原因主要是三极管参数（ICBO，UBE，β）随温度的变化，电源电压的波动，电路元件参数的变化等。
3.2.2 差动放大电路
1．电路组成和工作原理
差动放大电路由完全相同的两个单管放大电路组成，两个晶体管特性一致，两侧电路参数对称，是抑制直接耦合放大电路零点漂移的最有效电路。
2．信号输入
（1）共模输入。两个输入信号的大小相等、极性相同，即ui1?ui2?uic。在共模输入信号作用下，电路的输出电压uo?0，共模电压放大倍数Ac?0。 （2）差模输入。两个输入信号的大小相等、极性相反，即ui1??ui2?号作用下，电路的输出电压uo?2uo1，差模电压放大倍数Ad?Ad1。
（3）比较输入。两个输入信号大小不等、极性可相同或相反，即ui1?ui2，可分解为共模信号和差模信号的组合，即：
ui1?uic?uid
ui2?uic?uid式中uic为共模信号，uid为差模信号，分别为：
1uic?(ui1?ui2)
21uid?(ui1?ui2)
2输出电压为：
uo1?Acuic?Aduiduo2?Acuic?Aduid1uid。在共模输入信2
uo?uo1?uo2?2Aduid?Ad(ui1?ui2)
3．共模抑制比
共模抑制比是衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力的重要指标，定义为Ad与Ac之比的绝对值，即：
KCMR?Ad Ac或用对数形式表示为：
KCMR?20lgAd（dB） Ac提高共模抑制比的方法有：调零电位器RP，增大发射极电阻RE，采用恒流源。
4．差动放大电路的输入输出方式
差动放大电路有4种输入输出方式，如图3.1所示。 双端输出时差动放大电路的差模电压放大倍数为：
uo?R?Ad???L
ui1?ui2rbeRL，相当于每管各带一半负载电阻。 2单端输出时差动放大电路的差模电压放大倍数为：
?1?RL（反相输出） Ad??2rbe?1?RL（同相输出） Ad?2rbe??RC//RL。 式中，RL??RC//式中，RL3.2.3 互补对称功率放大电路
1．对功率放大电路的基本要求
（1）能向负载提供足够大的功率，因此晶体管要工作在大信号极限运用状态。
（2）非线性失真要小，为此可采用互补对称电路。 （3）效率要高，为此可采用乙类和甲乙类工作状态。
2．功率放大电路的类型
（1）甲类：静态工作点Q大致设置在交流负载线的中点，集电极静态电流IC约为信号电流幅值的1/2，工作过程中晶体管始终处于导通状态，非线性失真小，效率低。
（2）乙类：静态工作点Q设置在负载线与横轴的交点上，集电极静态电流IC?0，非线性失真大，效率高。
（3）甲乙类：静态工作点Q设置在集电极电流IC很小处，效率高于甲类工作状态，而非线性失真也不像乙类工作状态时那样严重。
+UCCRCV1RL+uo-I-UEE+UCCRC+ uo -V1RLV2RCRC+ui1-I-UEE+ui2-+ui1-V2+ui2-
（a）双端输入双端输出 （b）双端输入单端输出
+UCCRCRL+uo-I-UEE+UCCRC+ uo -RLV2RCRC+ui-V1I-UEE+ui-V1V2
（c）单端输入双端输出 （d）单端输入单端输出
图3.1 差动放大电路的输入输出方式
3．OCL功率放大电路
甲乙类OCL功率放大电路如图3.2所示。图中V1为NPN管，V2为PNP管，两管特性相同。两管的发射极相连接到负载上，基极相连作为输入端。
静态（ui?0）时，由二极管VD1、VD2给V1、V2发射结加适当的正向偏压，以便产生一个不大的静态偏流，由于电路对称，UE仍为零，负载中仍无电流流过。
动态（ui?0）时，在ui的正半周V1导通而V2截止，V1以射极输出器的形式将正半周信号输出给负载；在ui的负半周V2导通而V1截止，V2以射极输出器的形式将负半周信号输出给负载。在ui的整个周期内，V1、V2两管轮流工作，互相补充，使负载获得完整的信号波形。
4．OTL功率放大电路
甲乙类OTL功率放大电路如图3.3所示。它是用一个大容量的电容器代替OCL电路中的负电源。因电路对称，静态时两个晶体管发射极连接点的电位为电源电压的一半，由于电容C的隔直作用，负载RL中没有电流，输出电压为零。动态时，在ui的正半周V1导通而V2截止，V1以射极输出器的形式将正半周信号输出给负载，同时对电容C充电；在ui的负半周V2导通而V1截止，电容C通过V2和RL放电，V2以射极输出器的形式将负半周信号输出给负载，电容C在这时起到负电源的作用。为了使输出波形对称，必须保持电容C上的电压基本维持在UCC/2不变，因此C的容量必须足够大。
+UCCR1+ui-V1R2VD1VD2R3-UCCV2RL+uo-+ui-R1V1R2VD1VD2R3+CRL+uo-+UCCV2
图3.2 甲乙类OCL电路 图3.3 甲乙类OTL电路
4-1 放大电路见图4-35，晶体管V1的 rbe1?6 k?，V2的rbe2?1.2 k?，两管的
?1??2?100，要求:(1) 计算该多级放大电路的输入电阻ri和输出电阻ro; (2) 计算Rs=0
和Rs=20k?时的Uo/Us各是多少。
图4-35 题4-1图
解：（1）ri?RB1//RB2//rbe1?91//30//6?4.7k?, ro?rbe2//RE?0.012kΩ (1??)ri2?RB//??rbe2??1???RE???180//?1.2?101?3.6??120.5k?
(2) Rs=0时-
Aus?Au1Au2??Rs=20k?时
β1?RC1//ri2??1?β2??RC2//RL???182
?rbe1rbe2??1?β2??RC2//RL?Aus?Au1Au2β?R//r??1?β2??RC2//RL??ri1??34.25 ri1??1C1i2?RS?ri1rbe1rbe2??1?β2??RC2//RL?RS?ri14-2 放大电路见图4-36，各管的? = 100，rbe = 1 k?，试计算放大电路的电压放大倍数Au，输入电阻ri 和输出电阻ro。
