1
第 5章 基本放大电路
5.7 阻容耦合多级放大电路
第 5讲
第一级 第二级 第 n-1级 第 n级




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
5.7 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
对耦合电路要求:
要求
动态, 传送信号
减少压降损失
耦合电路:
静态,保证 各级 Q点 设置
波形不失真
R11
+EC
RC1
C11
C12
R12
CE1
RE1
RL
ui uo
RB1=100k?
RB2=33k?
RE=2.5k?
RC=5k?
RL=5k?
?=60
EC=15V
单级放大器 (静态工作点稳定的共
射极放大器 )
IC=1.2mAIB=20?A UCE =6V
ri= R11// R12// rbe =1.52 k? ro= RC1 =5k?
rbe=1.62 k? Au载 =-93
多级 阻容耦合 放大器的级联
R11 RC1
C11 C12
R12
CE1
RE1ui
R21
+EC
RC2
C21 C22
R22
CE2
RE2
RL
uo
设二级放大器的参数完全一样
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,
R11 RC1
C11 C12
R12
CE1
RE1ui
R21
+EC
RC2
C21 C22
R22
CE2
RE2
RL
uo
IC1=1.2mA
IB1=20?A
UCE1 =6V
rbe1=1.62 k?
IC2=1.2mA
IB2=20?A
UCE2 =6V
rbe2=1.62 k?
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
多级 阻容耦合 放大器的微变等效电路
R11 RC1
C11 C12
R12
CE1
RE1ui
R21
+EC
RC2
C21 C22
R22
CE2
RE2
RL
uo
ri=ri1 r
ori2
uo1 ui2
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 。
多级 阻容耦合 放大器的微变等效电路
rbe2
RC2 RL oU?
R22
B
E
C
Ic2
Ib2
R21
rbe1
RC2iU
?
R11 R12
B
E
C
Ic1
Ib1
Uo1
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
rbe1
RC1iU
?
R11 R12
B
E
C
Ic1
Ib1
Uo1
第一级的微变等效电路
第二级的
输入电阻
be
L
u r
RA ????ri= ri 1 = R11// R12// rbe1
=-?1 RC1//ri2r
be1
Au1= Uo1U
i
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
ri 2 = R21// R22// rbe2
=-?2 RC2//RLr
be2
Au2= UoU
i2
ro = RC2
rbe2
RC2 RL oU?
R22
B
E
C
Ic2
Ib2
R21
Ui2
第二级的微变等效电路
Au= UoU
i
= Uo1U
i
Uo
Ui2 = Au1Au2
总电压放大倍数
=?1 RC1//ri2r
be1
?2 RC2//RLr
be2
rbe2
RC2 RL oU?
R22
B
E
C
Ic2
Ib2
R21
rbe1
RC2iU
?
R11 R12
B
E
C
Ic1
Ib1
Uo1 Ui2
Au为正,输入输出同相
总放大倍数等于各级
放大倍数的乘积
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?
?=60
EC=15V
ri 2 = R21// R22// rbe2
=100//33//1.62=1.52k?
=-?1 RC1//ri2r
be1
Au1 =-43
=-?2 RC2//RLr
be2
Au2 =-93
Au= Au1Au2
=(-43)(-93)
=3999
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
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。
R11 RC1
C11 C12
R12
CE1
RE1ui
R21
+EC
RC2
C21 C22
R22
CE2
RE2
RL
uo
Au= Au1 Au2
=3999
R11
+EC
RC1
C11
C12
R12
CE1
RE1
RL
ui uo
RB1=100k?
RB2=33k?
RE=2.5k?
RC=5k?
RL=5k?
?=60
EC=15V
us
RS
RS=20k?
Aus=Au rir
i+RS
=(-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 =1.52 k? Au=-93
ri
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
RB=570k?
RE=5.6k?
RL=1.52k?
?=100
EC=15V
RB
+EC
C1 C
2
RE RLui uo
ri=101 k?Au=0.98rbe=2.36 k?
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
??
???
1
Rr//R sbe
E
ro =5.6// 2.361+100 =23 ? RS=0
u
i
RB
C1
RE
R11
+EC
RC1
C11
C12
R12
CE1
RE1
RL
ui2 uou
s
RS
ri2=1.52 k?
Au2=-93
ri=101 k?
Au1=0.98
Aus=Au1 Au2 rir
i+RS
=(-93)(0.98) 101+20101 =-76
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
+EC
RC1
C11
C12
R12
CE1
RE1
RL
ui uo
ro1= RC1 =5k?
RL=5k ?时,Au=-93
RL=1k ?时,Au=-31be Lu rRA ????
RB
+EC
C1 C
2
RE RL
u
i
2
u
o5k?5.6 k?
570 k?
?=100
ri2=173 k?
Au2=0.99
rbe=2.36 k?
R11
+EC
RC1
C11
C12
R12
CE1
RE1
RL1
ui uo1
第一级放大倍数的计算
=ri2=173 k?
be
L
u r
RA ???? Au1=-185
rbe1=1.62 k? RC1=5 k? ?=60
后一级的输入
电阻作为前一
级的交流负载
电阻
RL=RC1//ri2
总放大倍数的计算
Au= Au1 Au2 =( -185) ?0.99=-183
Au= Au1 Au2 =( -174) ?0.97=-169
比较不接射极输出器时的带负载能力:
RL=5k ?时,Au=-93
RL=1k ?时,Au=-31
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%
Au1=-185
Au2=0.99
ri2=173 k? RL=5 k?
Au1=-174
Au2=0.97
ri2=76 k? RL=1 k?
??
???
1
Rr//R sbe
E
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
+EC
RC1
C11
C12
R12
CE1
RE1
RL
ui uo
RB
+EC
C1 C
2
RE RL
u
i
2
u
o5k?5.6 k?
570 k?
?=100
uo1
ro
=5.6// 2.36+570//51+100 =73 ?
ri= ri1 = R11// R12// rbe1
=1.52 k?
RS为信号源内
阻,即前一级的
输出电阻 RC1
= RB// RC1
us
RS= ro1= RC1
RS= RB// RS
设,
gm=3mA/V
?=50
rbe = 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
+UCC
RS
3M
(+24V)
R1
20K
Ui
10K
C2
C3
R4
R3
RLR
E2
82K
43K
10K
8K
Uo
10K
C1
RC
T1
RE1
CE2
T2
US
CE1
RD
10K
R2 1M
( 1)估算各级静态工作点, (略)
( 2)动态分析,
微变等效电路
ir 2ir
or
R3 R4
RC RL
RS R
2
sU?
iU? oU?
R1 RD
Ib
Id
rbe Ic
UGS
首先计算第二级的输入电阻
ri2= R3// R4// rbe=82//43//1.7=1.7 k?
ir 2ir
or
R3 R4
RC RL
RS R
2
sU?
iU? oU?
R1 RD
Ib
Id
rbe Ic
UGS
第二步,计算各级电压放大倍数
Au1=- gmRL1=-gm (RD //ri2)=-3(10//1.7)=-4.4
be
L
u r
RA ????2 =-?
RC2//RL
rbe =-50(10//10)/1.7=-147
ir 2ir
or
R3 R4
RC RL
RS R
2
sU?
iU? oU?
R1 RD
Ib
Id
rbe Ic
UGS
第三步,计算输入电阻、输出电阻
ri=R1//R2=3//1=0.75M ?
ro=RC=10k ?
ir 2ir
or
R3 R4
RC RL
RS R
2
sU?
iU? oU?
R1 RD
Ib
Id
rbe Ic
UGS
第四步,计算总电压放大倍数
Au=Au1Au2 =(-4.4) ?(-147) =647
ri
RS+riAus= Au ? =647?750/(20+750)=630