阻容耦合多级放大电路

海南风光第11章基本放大电路11.7阻容耦合多级放大电路清华大学电机系电工学教研室唐庆玉编当前1页，总共27页。第一级第二级第n-1级第n级输入输出耦合耦合方式：(1)直接耦合(2)阻容耦合(3)变压器耦合(4)光电耦合11.7多级阻容耦合放大电路为获得足够大的放大倍数,需将单级放大器串接,组成多级放大器当前2页，总共27页。对耦合电路要求：要求动态:传送信号减少压降损失

静态：保证各级Q点设置波形不失真当前3页，总共27页。R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLuiuoRB1=100kRB2=33kRE=2.5kRC=5kRL=5k=60EC=15V单级放大器(静态工作点稳定的共射极放大器)IC=1.2mAIB=20AUCE=6Vri=

R11//R12//rbe=1.52kro=

RC1=5krbe=1.62kAV载=-93当前4页，总共27页。多级阻容耦合放大器的级联R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+ECRC2C21C22R22CE2RE2RLuo设二级放大器的参数完全一样当前5页，总共27页。多级阻容耦合放大器的分析(1)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。(2)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阻。(4)总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。(5)总输入电阻ri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.当前6页，总共27页。R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+ECRC2C21C22R22CE2RE2RLuoIC1=1.2mAIB1=20AUCE1=6Vrbe1=1.62kIC2=1.2mAIB2=20AUCE2=6Vrbe2=1.62k多级阻容耦合放大器的静态工作点第一级静态工作点第二级静态工作点当前7页，总共27页。多级阻容耦合放大器的微变等效电路R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+ECRC2C21C22R22CE2RE2RLuori=ri1rori2uo1ui2前一级的输出电压是后一级的输入电压后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。当前8页，总共27页。多级阻容耦合放大器的微变等效电路rbe2RC2RLR22BECIc2Ib2R21rbe1RC2R11R12BECIc1Ib1Uo1当前9页，总共27页。多级阻容耦合放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算ri2rbe1RC1R11R12BECIc1Ib1Uo1第一级的微变等效电路第二级的输入电阻ri=

ri1=

R11//R12//rbe1=-1RC1//ri2rbe1AV1=Uo1Ui当前10页，总共27页。多级阻容耦合放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算

ri2=

R21//R22//rbe2

ro=

RC2rbe2RC2RLR22BECIc2Ib2R21Ui2第二级的微变等效电路=-2RC2//RLrbe2AV2=UoUi2当前11页，总共27页。=Uo1UiUoUi2总电压放大倍数=1RC1//ri2rbe12RC2//RLrbe2rbe2RC2RLR22BECIc2Ib2R21rbe1RC2R11R12BECIc1Ib1Uo1Ui2Au为正，输入输出同相总放大倍数等于各级放大倍数的乘积=AV1AV2AV=UoUi当前12页，总共27页。代入数值计算ri=

ri1=

R11//R12//rbe1

=100//33//1.62=1.52kRB1=100kRB2=33kRE=2.5kRC=5kRL=5k=60EC=15V

ri2=

R21//R22//rbe2=100//33//1.62=1.52k

ro=

RC2

=5k两级单管放大器级联,可提高电压放大倍数;但输入电阻仍很小,输出电阻仍很大=-1RC1//ri2rbe1AV1=-43=-2RC2//RLrbe2AV2=-93AV=AV1AV2

=(-43)(-93)=3999当前13页，总共27页。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。R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+ECRC2C21C22R22CE2RE2RLuoAV=AV1AV2

=3999当前14页，总共27页。R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLuiuoRB1=100kRB2=33kRE=2.5kRC=5kRL=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大内阻时,放大倍数变得很小ri=

R11//R12//rbe=1.52kAV=-93ri由于信号源内阻大,而放大器输入电阻小,致使放大倍数降低AVs=AVriri+RS当前15页，总共27页。RB=570kRE=5.6kRL=1.52k=100EC=15VRB+ECC1C2RERLuiuo用射极输出器作为输入级,构成两级放大器，可提高放大器的输入电阻ro=5.6//2.361+100=23RS=0ri=101kAV=0.98rbe=2.36k当前16页，总共27页。uiRBC1RER11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLui2uousRS用射极输出器作为输入级时电压放大倍数的估算ri2=1.52kAV2=-93ri=101kAV1=0.98AVs=AV1AV2riri+RS=(0.98)(-93)101+20101=-76当前17页，总共27页。用射极输出器作为输出级,构成两级放大器，可减小放大器的输出电阻,提高带负载的能力R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLuiuoro1=

RC1=5kRL=5k时,Au=-93RL=1k时,Au=-31RB+ECC1C2RERLui2uo5k5.6k570k=100ri2=173kAV2=0.99rbe=2.36k当前18页，总共27页。R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RL1uiuo1第一级放大倍数的计算=ri2=173krbe1=1.62kRC1=5k=60后一级的输入电阻作为前一级的交流负载电阻RL=RC1//ri2AV1=-185当前19页，总共27页。总放大倍数的计算比较不接射极输出器时的带负载能力：当负载电阻由5k变为1k时，放大倍数降低到原来的92.3%降低到原来的30%AV1=-185AV2=0.99ri2=173kRL=5kAV=AV1AV2=（-185）

0.99=-183AV1=-174AV2=0.97ri2=76kRL=1kAV=AV1AV2=（-174）

0.97=-169RL=5k时,AV=-93RL=1k时,AV=-31当前20页，总共27页。ro结论:用射极输出器作为输出级,可减小放大器的输出电阻,提高带负载的能力输入电阻ri、输出电阻ro的计算R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLuiuoRB+ECC1C2RERLui2uo5k5.6k570k=100uo1ro=5.6//2.36+570//51+100=73ri=ri1=

R11//R12//rbe1=1.52kRS为信号源内阻,即前一级的输出电阻RC1=RB//RC1usRS=ro1=RC1RS=RB//RS

当前21页，总共27页。设:gm=3mA/V=50rbe=1.7K例题:前级:场效应管共源极放大器后级:晶体管共射极放大器求:总电压放大倍数、输入电阻、输出电阻+UCCRS3M(+24V)R120KUi10KC2C3R4R3RLRE282K43K10K8KUo10KC1RCT1RE1CE2T2USCE1RD10KR21M当前22页，总共27页。（1）估算各级静态工作点:（略）（2）动态分析:

微变等效电路R3R4RCRLRSR2R1RDIbIdrbeIcUGS首先计算第二级的输入电阻ri2=

R3//R4//rbe=82//43//1.7=1.7k当前23页，总共27页。R3R4RCRLRSR2R1RDIbIdrbeIcUGS第二步:计算各级电压放大倍数2=-RC2//RLrbe=-50(10//10)/1.7=-147AV1=-gmRL1=-gm(RD//ri2)=-3(10//1.7)=-4.4当前24页，总共27页。R3R4RCRLRSR2R1RDIbIdrbeIcUGS第三步:计算输入电阻、输出电阻ri=R1//R2=3//1=0.75Mro=RC=10k当前25页，总共27页。R3R4RCRLRSR2R1R