電工技術(shù)電子技術(shù)-阻容耦合多級(jí)放大電路-清華

1、海南風(fēng)光第第21講講第第11章章 基本放大電路基本放大電路11.7 阻容耦合多級(jí)放大電路阻容耦合多級(jí)放大電路第一級(jí)第一級(jí)第二級(jí)第二級(jí)第第n-1級(jí)級(jí)第第n級(jí)級(jí)輸入輸入輸出輸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)變壓器耦合變壓器耦合 (4)光電耦合光電耦合11.7 多級(jí)阻容耦合放大電路多級(jí)阻容耦合放大電路為獲得足夠大的放大倍數(shù)為獲得足夠大的放大倍數(shù),需將單級(jí)放大器串需將單級(jí)放大器串接接,組成多級(jí)放大器組成多級(jí)放大器對(duì)耦合電路要求：對(duì)耦合電路要求：要求要求動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài): 傳送信號(hào)傳送信號(hào)減少壓降損失減少壓降損失 耦合電路：耦合電路：靜態(tài)：靜態(tài)：保證保證各級(jí)各級(jí)

2、Q點(diǎn)點(diǎn)設(shè)置設(shè)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單級(jí)放大器單級(jí)放大器(靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的共靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的共射極放大器射極放大器)IC=1.2mAIB=20 AUCE =6Vri= R11/ R12/ rbe =1.52 k ro= RC1 =5k rbe=1.62 k AV載載=-93多級(jí)多級(jí)阻容耦合阻容耦合放大器的級(jí)聯(lián)放大器的級(jí)聯(lián)R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+ECRC2C21C22R22CE2RE2RLuo設(shè)二級(jí)放大器的參數(shù)完全一樣

3、設(shè)二級(jí)放大器的參數(shù)完全一樣多級(jí)多級(jí)阻容耦合阻容耦合放大器的分析放大器的分析(1) 由于電容的隔直作用，各級(jí)放大器的靜態(tài)由于電容的隔直作用，各級(jí)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，分別估算。工作點(diǎn)相互獨(dú)立，分別估算。(2) 前一級(jí)的輸出電壓是后一級(jí)的輸入電壓。前一級(jí)的輸出電壓是后一級(jí)的輸入電壓。(3) 后一級(jí)的輸入電阻是前一級(jí)的交流負(fù)載電后一級(jí)的輸入電阻是前一級(jí)的交流負(fù)載電阻。阻。(4) 總電壓放大倍數(shù)總電壓放大倍數(shù)=各級(jí)放大倍數(shù)的乘積。各級(jí)放大倍數(shù)的乘積。(5)總輸入電阻總輸入電阻ri即為第一級(jí)的輸入電阻即為第一級(jí)的輸入電阻ri1 。(6)總輸出電阻即為最后一級(jí)的輸出電阻總輸出電阻即為最后一級(jí)的輸出電

4、阻.R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+ECRC2C21C22R22CE2RE2RLuoIC1=1.2mAIB1=20 AUCE1 =6Vrbe1=1.62 k IC2=1.2mAIB2=20 AUCE2 =6Vrbe2=1.62 k 多級(jí)多級(jí)阻容耦合阻容耦合放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)第一級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)第一級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)第二級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)第二級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)多級(jí)多級(jí)阻容耦合阻容耦合放大器的微變等效電路放大器的微變等效電路R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+ECRC2C21C22R22CE2RE2RLuori=ri1rori2uo1ui2前一級(jí)的輸出電壓前一級(jí)

5、的輸出電壓是后一級(jí)的輸入電壓是后一級(jí)的輸入電壓后一級(jí)的輸入后一級(jí)的輸入電阻是前一級(jí)的電阻是前一級(jí)的交流負(fù)載電阻交流負(fù)載電阻。多級(jí)多級(jí)阻容耦合阻容耦合放大器的微變等效電路放大器的微變等效電路rbe2RC2RLoU R22BECIc2Ib2R21rbe1RC2iU R11R12BECIc1Ib1Uo1多級(jí)多級(jí)阻容耦合阻容耦合放大器的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、放大器的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的計(jì)算輸出電阻的計(jì)算ri2rbe1RC1iU R11R12BECIc1Ib1Uo1第一級(jí)的微變等效電路第一級(jí)的微變等效電路第二級(jí)的第二級(jí)的輸入電阻輸入電阻beLVrRAri= ri 1 = R11/ R12

6、/ rbe1=- 1RC1/ri2rbe1AV1=Uo1Ui多級(jí)多級(jí)阻容耦合阻容耦合放大器的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、放大器的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的計(jì)算輸出電阻的計(jì)算 ri 2 = R21/ R22/ rbe2 ro = RC2rbe2RC2RLoU R22BECIc2Ib2R21Ui2第二級(jí)的微變等效電路第二級(jí)的微變等效電路=- 2RC2/RLrbe2AV2=UoUi2=Uo1UiUoUi2總電壓放大倍數(shù)總電壓放大倍數(shù)= 1RC1/ri2rbe1 2RC2/RLrbe2rbe2RC2RLoU R22BECIc2Ib2R21rbe1RC2iU R11R12BECIc1Ib1Uo1Ui

7、2Au為正，輸入輸出同相為正，輸入輸出同相總放大倍數(shù)等于各級(jí)總放大倍數(shù)等于各級(jí)放大倍數(shù)的乘積放大倍數(shù)的乘積= AV1AV2AV=UoUi代入數(shù)值計(jì)算代入數(shù)值計(jì)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 兩級(jí)單管放大器級(jí)聯(lián)兩級(jí)單管放大器級(jí)聯(lián),可可提高電壓放大倍數(shù)提高電壓放大倍數(shù);但輸?shù)斎腚娮枞院苄∪腚娮枞院苄?輸出電阻輸出電阻仍很大仍很大=- 1

8、RC1/ri2rbe1AV1=-43=- 2RC2/RLrbe2AV2=-93AV= AV1AV2 =(-43)(-93) =3999阻容耦合多級(jí)放大電路阻容耦合多級(jí)放大電路 當(dāng)兩級(jí)放大器（靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的基本放當(dāng)兩級(jí)放大器（靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的基本放大器）級(jí)聯(lián)時(shí)，放大倍數(shù)大大提高。但輸入大器）級(jí)聯(lián)時(shí)，放大倍數(shù)大大提高。但輸入電阻較小，輸出電阻較大。電阻較小，輸出電阻較大。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輸入電阻很小的放大器當(dāng)信號(hào)源有較輸入電阻很小的放大器當(dāng)信號(hào)源有較大內(nèi)阻時(shí)大內(nèi)阻時(shí),放大倍數(shù)變得很小放大倍數(shù)變得很小ri= R11/ R12/ rbe =1.52 k AV=-93ri由于信號(hào)源內(nèi)阻由于信號(hào)源內(nèi)阻大大,而放大器輸入而放大器輸入電阻小電阻小,致使放大致使放大倍數(shù)降低倍數(shù)降低AVs=AVriri+RSRB=570k RE=5.6k RL=1.52k =100EC=15VRB+ECC1C2RERLuiuo用射極輸出器作為輸入級(jí)用射極輸出器作為輸入級(jí),構(gòu)成兩級(jí)放大

10、器，可提高構(gòu)成兩級(jí)放大器，可提高放大器的輸入電阻放大器的輸入電阻 1Rr/RsbeEro=5.6/2.361+100=23 RS=0ri=101 k AV=0.98rbe=2.36 k uiRBC1RER11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLui2uousRS用射極輸出器作為輸入級(jí)時(shí)電壓放大倍數(shù)的估算用射極輸出器作為輸入級(jí)時(shí)電壓放大倍數(shù)的估算ri2=1.52 k AV2=-93ri=101 k AV1=0.98AVs=AV1 AV2riri+RS=(-93)(0.98)101+20101=-76用射極輸出器作為輸出級(jí)用射極輸出器作為輸出級(jí),構(gòu)成兩級(jí)放大器，可減小構(gòu)成兩級(jí)放大器，可減

11、小放大器的輸出電阻放大器的輸出電阻,提高帶負(fù)載的能力提高帶負(fù)載的能力R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLuiuoro1= RC1 =5k RL=5k 時(shí)時(shí), Au=-93RL=1k 時(shí)時(shí), Au=-31beLVrRARB+ECC1C2RERLui2uo5k 5.6 k 570 k =100ri2=173 k AV2=0.99rbe=2.36 k R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RL1uiuo1第一級(jí)放大倍數(shù)的計(jì)算第一級(jí)放大倍數(shù)的計(jì)算=ri2=173 k beLVrRArbe1=1.62 k RC1=5 k =60后一級(jí)的輸入后一級(jí)的輸入電阻作為前一電阻作為前一級(jí)

12、的交流負(fù)載級(jí)的交流負(fù)載電阻電阻RL=RC1/ri2AV1=-185總放大倍數(shù)的計(jì)算總放大倍數(shù)的計(jì)算比較不接射極輸出器時(shí)的帶負(fù)載能力：比較不接射極輸出器時(shí)的帶負(fù)載能力：當(dāng)負(fù)載電阻由當(dāng)負(fù)載電阻由5k 變?yōu)樽優(yōu)?k 時(shí)，放大倍數(shù)降低到原來(lái)的時(shí)，放大倍數(shù)降低到原來(lái)的92.3%降低到原來(lái)的降低到原來(lái)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 時(shí)時(shí), AV=-93RL=1k 時(shí)時(shí), AV

13、=-31 1Rr/RsbeEro結(jié)論結(jié)論:用射極輸出器作為輸出級(jí)用射極輸出器作為輸出級(jí),可減小放大器的輸出可減小放大器的輸出電阻電阻,提高帶負(fù)載的能力提高帶負(fù)載的能力輸入電阻輸入電阻ri 、輸出電阻、輸出電阻ro的計(jì)算的計(jì)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為信號(hào)源內(nèi)為信號(hào)源內(nèi)阻阻,即前一級(jí)的即前一級(jí)的輸出電阻輸出電阻RC1= RB/ RC1usRS= ro1= RC1R

14、S= RB/ RS 設(shè)設(shè): gm=3mA/V =50rbe = 1.7K例題例題: 前級(jí)前級(jí):場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管共源極放大器共源極放大器后級(jí)后級(jí):晶體管晶體管共射極放大器共射極放大器求求:總電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻總電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻+UCCRS3M(+24V)R120KUi10KC2C3R4R3RLRE282K43K10K8KUo10KC1RCT1RE1CE2T2USCE1RD10KR21M（1）估算各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)）估算各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn): （略）（略）（2）動(dòng)態(tài)分析）動(dòng)態(tài)分析: 微變等效電路微變等效電路ir2irorR3R4RCRLRSR2sU iU oU R1RDIbIdrbeIcUGS首先計(jì)算第二級(jí)的輸入電阻首先計(jì)算第二級(jí)的輸入電阻 ri2= R3/ R4/ rbe=82/43/1.7=1.7 k ir2irorR3R4RCRLRSR2sU iU oU R1RDIbIdrbeIcUGS第二步第二步:計(jì)算各級(jí)電壓放大倍數(shù)計(jì)算各級(jí)電壓放大倍數(shù)2beLVrRA=- RC2/RLrbe=-50(10/10)/1.7=-147AV1=- gmRL1=-gm (RD /ri2)=-3(10/1.7)=-4.4ir2i