多級放大電路電壓增益的計算

1、多級放大電路電壓增益的計算在求分立元件多級放大電路的電壓放大倍數(shù)時有兩種處理方法：一是將后一級的輸入電阻作為前一級的負(fù)載考慮，即將第二級的輸入電阻與第一級集電極負(fù)載電阻并聯(lián)，簡稱輸入電阻法。二是將后一級與前一級開路，計算前一級的開路電壓放大倍數(shù)和輸出電阻，并將其作為信號源內(nèi)阻加以考慮，共同作用到后一級的輸入端，簡稱開路電壓法。 現(xiàn)以圖示兩級放大電路為例加以說明。例1：三極管的1=2=100，VBE1=VBE2=0.7V。計算總電壓放大倍數(shù)。分別用輸入電阻法和開路電壓法計算。解：一、求靜態(tài)工作點： IBQ1=V'CC-VBE1(Rb1/Rb2)+(1+)Re1=3.38-0.7(51/2

2、0)+1012.7mA=0.0093mA=9.3AICQ1=IBQ1=0.93mAVC1=VB2=Vcc-ICQ1Rc1=(12-0.935.1) V=7.26 VVCEQ1=Vcc-ICQ1Rc1-(ICQ1+IBQ1)Re1Vcc-ICQ1(Rc1+Re1)=(12-0.937.8) V=4.7 VVE2=VB2+VBE2=(7.26+0.7) V=7.96 VIEQ2ICQ2=(VCC-VE2)/Re2=(12-7.96)/3.9 mA=4.04/3.9 mA=1.04 mAVC2=ICQ2Rc2=(1.044.3) V=4.47 VVCEQ2=VC2-VE2=(4.47-7.96) V

3、=-3.45 V二、求電壓增益：（1）用輸入電阻法求電壓增益 先計算三極管的輸入電阻rbe1=rbb+(1+)26(mV)IE1(mA)26(mV)IE2(mA)=300 +101260.93261.04 =3.1 k rbe2=rbb+(1+) =2.8 k=300 +101電壓增益Av1=-(Rc1/Ri2)rbe1 =-100(5.1/2.8)3.1=-58.3式中Ri2=rbe2Av2=-(Rc2/RL)rbe2=-1004.32.8=-153.6Av=Av1Av2=-58.3(-153.6)=8955如果求從VS算起的電壓增益，需計算輸入電阻 Ri1=rbe1/Rb1/Rb2=3.1

4、/51/20=2.55k Avs1=Ri1RS+Ri1Av1=2.551+2.55(-58.3)=-41.9Avs=Avs1Av2=-41.9(-153.6)=6436（2）用開路電壓法求電壓增益 第一級的開路電壓增益AvO1=-Ro1Rc1Av2=-Ri2Ro1+Ri2Rc1rbe1=-1005.13.1=-164.5 Rc2rbe2=-2.85.1+2.81004.32.8 =-54.3Av=AvO1Av2=(-164.5)(-54.3)=8932例2：如圖所示為兩級阻容耦合放大電路，已知U'=10RB2=RB2UBE1CC=12V，RB1=2'=20=RB1=k，=50k

5、，RC1V。=RC2=2k，RE1=RE2=2k，RLk，12，=UBE2=0.6（1）求前、后級放大電路的靜態(tài)值。 （2）畫出微變等效電路。和總電壓放大倍數(shù)A 。、A（3）求各級電壓放大倍數(shù)Au2uu1CCRus+uo-分析： 兩級放大電路都是共發(fā)射極的分壓式偏置放大電路，由于級間采用阻容耦合方式，故各級電路的靜態(tài)值可分別計算，動態(tài)分析時需注意第二級的輸入電阻就是第一級的負(fù)載電阻，即RL1=ri2。解： （1）各級電路靜態(tài)值的計算采用估算法。第一級：UB1=RB2RB1+RB2UB1UCC=1020+1012=4（V）IC1IE1=-URE1BE1=4-0.62=1.7（mA）IB1=IC1

6、1=1.750=0.034（mA）（V）UCE1=UCC-IC1(RC1+RE1)=12-1.7(2+2)=5.2第二級：UB2='RB2'+RB2'RB1UB2UCC=1020+1012=4（V）IC2IE2=-URE2BE2=4-0.62=1.7（mA）IB2=IC2=1.750=0.034（mA）（V）2UCE2=UCC-IC2(RC2+RE2)=12-1.7(2+2)=5.2（2）微變等效電路如圖所示。R U +o-和總電壓放大倍數(shù)A 。 、A（3）求各級電路的電壓放大倍數(shù)Au2uu1三極管V1的動態(tài)輸入電阻為：rbe1=300+(1+1)26IE1=300+(

7、1+50)261.7=1080()三極管V2的動態(tài)輸入電阻為：rbe2=300+(1+2)26IE2=300+(1+50)261.7=1080()第二級輸入電阻為：'/RB2'/rbe2=20/10/1.08=0.93ri2=RB1（k）第一級等效負(fù)載電阻為：'=RC1/ri2=2/0.93=0.63RL1（k）第二級等效負(fù)載電阻為：'=RC2/RL=2/2=1（kRL2）第一級電壓放大倍數(shù)為：Au1=-'1RL1rbe1=-500.631.08=-30第二級電壓放大倍數(shù)為：Au2=-'2RL2rbe2=-5011.08=-50兩級總電壓放大倍數(shù)

8、為：=A A Auu1u2=(-30)(-50)=1500例3：在 如圖所示的兩級阻容耦合放大電路中，已知U，UBE1CC=12V，RB1=30k，RB21=2=20kRC1=RE1=4=UBE2k，RB3=130k，RE2=3k，RL=1.5k，=50，=0.8V。（1）求前、后級放大電路的靜態(tài)值。 （2）畫出微變等效電路。和總電壓放大倍數(shù)A 。 、A（3）求各級電壓放大倍數(shù)Au2uu1（4）后級采用射極輸出器有何好處？CC+uo-分析 第一級放大電路是共發(fā)射極的分壓式偏置放大電路，第二級放大電路是射極輸出器。射極輸出器的輸出電阻很小，可使輸出電壓穩(wěn)定，增強帶負(fù)載能力。解 （1）各級電路靜態(tài)

9、值的計算采用估算法。第一級：UB1=RB2RB1+RB2UB1UCC=2030+2012=4.8（V）IC1IE1=-URE1BE1=4.8-0.84=1（mA）IB1=IC11=150=0.02（mA）（V）UCE1=UCC-IC1(RC1+RE1)=12-1(4+4)=4第二級：IB2=UCC-UBE2RB3+(1+2)RE2=12-0.8130+(1+50)3=0.04（mA）IC2=2IB2=500.04=2UCE2（mA）（V）=UCC-IC2RE2=12-23=6（2）微變等效電路如圖所示。+o-和總電壓放大倍數(shù)A 。 、A（3）求各級電路的電壓放大倍數(shù)Au2uu1三極管V1的動態(tài)

10、輸入電阻為：rbe1=300+(1+1)26IE1=300+(1+50)261=1630()三極管V2的動態(tài)輸入電阻為：rbe2=300+(1+2)26IE2=300+(1+50)262=960()第二級輸入電阻為：ri2=RB3/rbe2+(1+2)RE2=130/0.96+(1+50)3=70.5（k）第一級等效負(fù)載電阻為：'=RC1/ri2=4/70.5=3.8RL1（k）第二級等效負(fù)載電阻為：'=RE2/RL=3/1.5=1RL2（k）第一級電壓放大倍數(shù)為：Au1=-'1RL1rbe1=-503.81.63=-116第二級電壓放大倍數(shù)為：Au2='(1+

11、2)RL2'rbe2+(1+2)RL2=(1+50)10.96+(1+50)1=0.98兩級總電壓放大倍數(shù)為：=A A Auu1u2=(-116)0.98=114（4）后級采用射極輸出器是由于射極輸出器的輸出電阻很小，可使輸出電壓穩(wěn)定，增強帶負(fù)載能力。例4： 在如圖所示的兩級阻容耦合放大電路中，已知URE1=27'k，RB1=50=82'k，RB2=43CC=24V，RB1=1=10M， k，k，RC2=10k，RE2=8.2k，RL1=2。（1）求前、后級放大電路的靜態(tài)值。 （2）畫出微變等效電路。和總電壓放大倍數(shù)A 。 、A（3）求各級電壓放大倍數(shù)Au2uu1（4）

12、前級采用射極輸出器有何好處？CC+uo-分析 第一級放大電路是射極輸出器，第二級放大電路是共發(fā)射極的分壓式偏置放大電路。射極輸出器的輸入電阻很高，可減小信號源內(nèi)阻壓降，減輕信號源的負(fù)擔(dān)。解： （1）各級電路靜態(tài)值的計算采用估算法。第一級：IB1=UCC-UBE1RB1+(1+1)RE1UCC-UBE1RB1+(1+1)RE1=241000+(1+50)27=0.01（mA）IC1=1IB1=500.01=0.5UCE1（mA）（V）=UCC-IC1RE1=24-0.527=10.5第二級：UB2='RB2'+RB2'RB1UB2UCC=4382+43UB224=8.3（

13、V）IC2IE2=-URE2IC2=BE2RE2=8.38.2=1（mA）IB2=150=0.02（mA）（V）2UCE2=UCC-IC2(RC2+RE2)=24-1(10+8.2)=5.8（2）微變等效電路如圖所示。+o-和總電壓放大倍數(shù)A 。 、A（3）求各級電路的電壓放大倍數(shù)Au2uu1三極管V1的動態(tài)輸入電阻為：rbe1=300+(1+1)26IE1=300+(1+50)260.5=2950()三極管V2的動態(tài)輸入電阻為：rbe2=300+(1+2)26IE2=300+(1+50)261=1630()第二級輸入電阻為：'/RB2'/rbe2=82/43/1.63=1.27ri2=RB1（k）第一級等效負(fù)載電阻為：'=RE1/ri2=27/1.27=1.2RL1（k）第二級等效負(fù)載電阻為：'=RC2/RL=10/10=5RL2（k