电工技术电子技术-阻容耦合多级放大电路-清华

1、海南风光第第21讲讲第第11章章 基本放大电路基本放大电路11.7 阻容耦合多级放大电路阻容耦合多级放大电路第一级第一级第二级第二级第第n-1级级第第n级级输入输入输出输出耦合耦合耦合方式：耦合方式：(1)直接耦合直接耦合 (2)阻容耦合阻容耦合(3)变压器耦合变压器耦合 (4)光电耦合光电耦合11.7 多级阻容耦合放大电路多级阻容耦合放大电路为获得足够大的放大倍数为获得足够大的放大倍数,需将单级放大器串需将单级放大器串接接,组成多级放大器组成多级放大器对耦合电路要求：对耦合电路要求：要求要求动态动态: 传送信号传送信号减少压降损失减少压降损失 耦合电路：耦合电路：静态：静态：保证保证各级各级

2、Q点点设置设置波形不失真波形不失真R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLuiuoRB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60EC=15V单级放大器单级放大器(静态工作点稳定的共静态工作点稳定的共射极放大器射极放大器)IC=1.2mAIB=20 AUCE =6Vri= R11/ R12/ rbe =1.52 k ro= RC1 =5k rbe=1.62 k AV载载=-93多级多级阻容耦合阻容耦合放大器的级联放大器的级联R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+ECRC2C21C22R22CE2RE2RLuo设二级放大器的参数完全一样

3、设二级放大器的参数完全一样多级多级阻容耦合阻容耦合放大器的分析放大器的分析(1) 由于电容的隔直作用，各级放大器的静态由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作点相互独立，分别估算。工作点相互独立，分别估算。(2) 前一级的输出电压是后一级的输入电压。前一级的输出电压是后一级的输入电压。(3) 后一级的输入电阻是前一级的交流负载电后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。阻。(4) 总电压放大倍数总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。各级放大倍数的乘积。(5)总输入电阻总输入电阻ri即为第一级的输入电阻即为第一级的输入电阻ri1 。(6)总输出电阻即为最后一级的输出电阻总输出电阻即为最后一级的输出电

4、阻.R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+ECRC2C21C22R22CE2RE2RLuoIC1=1.2mAIB1=20 AUCE1 =6Vrbe1=1.62 k IC2=1.2mAIB2=20 AUCE2 =6Vrbe2=1.62 k 多级多级阻容耦合阻容耦合放大器的静态工作点放大器的静态工作点第一级静态工作点第一级静态工作点第二级静态工作点第二级静态工作点多级多级阻容耦合阻容耦合放大器的微变等效电路放大器的微变等效电路R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+ECRC2C21C22R22CE2RE2RLuori=ri1rori2uo1ui2前一级的输出电压前一级

5、的输出电压是后一级的输入电压是后一级的输入电压后一级的输入后一级的输入电阻是前一级的电阻是前一级的交流负载电阻交流负载电阻。多级多级阻容耦合阻容耦合放大器的微变等效电路放大器的微变等效电路rbe2RC2RLoU R22BECIc2Ib2R21rbe1RC2iU R11R12BECIc1Ib1Uo1多级多级阻容耦合阻容耦合放大器的电压放大倍数、输入电阻、放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算输出电阻的计算ri2rbe1RC1iU R11R12BECIc1Ib1Uo1第一级的微变等效电路第一级的微变等效电路第二级的第二级的输入电阻输入电阻beLVrRAri= ri 1 = R11/ R12

6、/ rbe1=- 1RC1/ri2rbe1AV1=Uo1Ui多级多级阻容耦合阻容耦合放大器的电压放大倍数、输入电阻、放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算输出电阻的计算 ri 2 = R21/ R22/ rbe2 ro = RC2rbe2RC2RLoU R22BECIc2Ib2R21Ui2第二级的微变等效电路第二级的微变等效电路=- 2RC2/RLrbe2AV2=UoUi2=Uo1UiUoUi2总电压放大倍数总电压放大倍数= 1RC1/ri2rbe1 2RC2/RLrbe2rbe2RC2RLoU R22BECIc2Ib2R21rbe1RC2iU R11R12BECIc1Ib1Uo1Ui

7、2Au为正，输入输出同相为正，输入输出同相总放大倍数等于各级总放大倍数等于各级放大倍数的乘积放大倍数的乘积= AV1AV2AV=UoUi代入数值计算代入数值计算ri= ri 1 = R11/ R12/ rbe1 =100/33/1.62=1.52k RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60EC=15V ri 2 = R21/ R22/ rbe2 =100/33/1.62=1.52k ro = RC2 = 5k 两级单管放大器级联两级单管放大器级联,可可提高电压放大倍数提高电压放大倍数;但输但输入电阻仍很小入电阻仍很小,输出电阻输出电阻仍很大仍很大=- 1

8、RC1/ri2rbe1AV1=-43=- 2RC2/RLrbe2AV2=-93AV= AV1AV2 =(-43)(-93) =3999阻容耦合多级放大电路阻容耦合多级放大电路 当两级放大器（静态工作点稳定的基本放当两级放大器（静态工作点稳定的基本放大器）级联时，放大倍数大大提高。但输入大器）级联时，放大倍数大大提高。但输入电阻较小，输出电阻较大。电阻较小，输出电阻较大。R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+ECRC2C21C22R22CE2RE2RLuoAV= AV1 AV2 =3999R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLuiuoRB1=100k RB2=33k

9、 RE=2.5k RC=5k RL=5k =60EC=15VusRSRS=20k =(-93)1.52+201.52=-6.6输入电阻很小的放大器当信号源有较输入电阻很小的放大器当信号源有较大内阻时大内阻时,放大倍数变得很小放大倍数变得很小ri= R11/ R12/ rbe =1.52 k AV=-93ri由于信号源内阻由于信号源内阻大大,而放大器输入而放大器输入电阻小电阻小,致使放大致使放大倍数降低倍数降低AVs=AVriri+RSRB=570k RE=5.6k RL=1.52k =100EC=15VRB+ECC1C2RERLuiuo用射极输出器作为输入级用射极输出器作为输入级,构成两级放大

10、器，可提高构成两级放大器，可提高放大器的输入电阻放大器的输入电阻 1Rr/RsbeEro=5.6/2.361+100=23 RS=0ri=101 k AV=0.98rbe=2.36 k uiRBC1RER11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLui2uousRS用射极输出器作为输入级时电压放大倍数的估算用射极输出器作为输入级时电压放大倍数的估算ri2=1.52 k AV2=-93ri=101 k AV1=0.98AVs=AV1 AV2riri+RS=(-93)(0.98)101+20101=-76用射极输出器作为输出级用射极输出器作为输出级,构成两级放大器，可减小构成两级放大器，可减

11、小放大器的输出电阻放大器的输出电阻,提高带负载的能力提高带负载的能力R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLuiuoro1= RC1 =5k RL=5k 时时, Au=-93RL=1k 时时, Au=-31beLVrRARB+ECC1C2RERLui2uo5k 5.6 k 570 k =100ri2=173 k AV2=0.99rbe=2.36 k R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RL1uiuo1第一级放大倍数的计算第一级放大倍数的计算=ri2=173 k beLVrRArbe1=1.62 k RC1=5 k =60后一级的输入后一级的输入电阻作为前一电阻作为前一级

12、的交流负载级的交流负载电阻电阻RL=RC1/ri2AV1=-185总放大倍数的计算总放大倍数的计算比较不接射极输出器时的带负载能力：比较不接射极输出器时的带负载能力：当负载电阻由当负载电阻由5k 变为变为1k 时，放大倍数降低到原来的时，放大倍数降低到原来的92.3%降低到原来的降低到原来的30%AV1=-185AV2=0.99ri2=173 k RL=5 k AV= AV1 AV2 =（-185） 0.99=-183AV1=-174AV2=0.97ri2=76 k RL=1 k AV= AV1 AV2 =（-174） 0.97=-169RL=5k 时时, AV=-93RL=1k 时时, AV

13、=-31 1Rr/RsbeEro结论结论:用射极输出器作为输出级用射极输出器作为输出级,可减小放大器的输出可减小放大器的输出电阻电阻,提高带负载的能力提高带负载的能力输入电阻输入电阻ri 、输出电阻、输出电阻ro的计算的计算R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLuiuoRB+ECC1C2RERLui2uo5k 5.6 k 570 k =100uo1ro=5.6/2.36+570/51+100=73 ri= ri1 = R11/ R12/ rbe1=1.52 k RS为信号源内为信号源内阻阻,即前一级的即前一级的输出电阻输出电阻RC1= RB/ RC1usRS= ro1= RC1R

14、S= RB/ RS 设设: gm=3mA/V =50rbe = 1.7K例题例题: 前级前级:场效应管场效应管共源极放大器共源极放大器后级后级:晶体管晶体管共射极放大器共射极放大器求求:总电压放大倍数、输入电阻、输出电阻总电压放大倍数、输入电阻、输出电阻+UCCRS3M(+24V)R120KUi10KC2C3R4R3RLRE282K43K10K8KUo10KC1RCT1RE1CE2T2USCE1RD10KR21M（1）估算各级静态工作点）估算各级静态工作点: （略）（略）（2）动态分析）动态分析: 微变等效电路微变等效电路ir2irorR3R4RCRLRSR2sU iU oU R1RDIbIdrbeIcUGS首先计算第二级的输入电阻首先计算第二级的输入电阻 ri2= R3/ R4/ rbe=82/43/1.7=1.7 k ir2irorR3R4RCRLRSR2sU iU oU R1RDIbIdrbeIcUGS第二步第二步:计算各级电压放大倍数计算各级电压放大倍数2beLVrRA=- RC2/RLrbe=-50(10/10)/1.7=-147AV1=- gmRL1=-gm (RD /ri2)=-3(10/1.7)=-4.4ir2i