多级放大电路的动态分析原理

一个N级放大电路的交流等效电路可用图4.1.6所示方框图表示。

图4.1.6　多级放大电路方框图

由图可知，放大电路中前级的输出电压就是后级的输入电压，即uo1= ui2、uo2= ui3、...、uo(N-1)=　uiN，所以，多级放大电路的电压放大倍数为

式（4.1.3）表明，多级放大电路的电压放大倍数，等于组成它的各级放大电路的电压放大倍数之积。对于第一级到第（N-1）级，每一级的放大倍数均应该是以后级输入电阻作为负载时的放大倍数。

根据放大电路输入电阻的定义可知，多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻，即

根据放大电路输出电阻的定义可知，多级放大电路的输出电阻就是最后一级的输出电阻，即

应当注意，当共集放大电路作为输入级（即第一级）时，它的输入电阻与其负载（即第二级的输入电阻）有关；而当共集放大电路作为输出级（即最后一级）时，它的输出电阻与其信号源内阻（即倒数第二级的输出电阻）有关。

当多级放大电路的输出波形产生失真时，应首先确定是在哪一级先出现的失真，然后再判断是产生了饱和失真还是截止失真，进而采用合适的方法消除这种失真。

例4.1.1　已知图4.1.7所示电路中，R1= 15 kQ，R2= R3= 5 kΩ，R4= 2.3 kΩ，R5= 100 kΩ，R6= RL= 5 kΩ；VCC= 12 V；晶体管的β均为150，rbel= 4 kΩ，rbe2= 2.2 kΩ，UBEQ1= UBEQ2= 0.7 V。试估算电路的Q点、、Ri和Ro。

解：（1）求解Q点。

图4.1.7　例4.1.1电路图

由于电路采用阻容耦合方式，所以每一级的Q点都可以按单管放大电路来求解。

第一级为典型的Q点稳定电路，根据参数取值可以认为

第二级为共集电极放大电路，根据其基极回路方程求出IBQ2，便可得到IEQ2和UCEQ2。即

（2）求解、Ri和Ro。画出图4.1.7所示电路的交流等效电路如图4.1.8所示。

图4.1.8　图4.1.7所示电路的交流等效电路

为了求出第一级的电压放大倍数，首先应求出其负载电阻，即第二级的输入电阻。

第二级的电压放大倍数应接近1，根据电路可得

将与相乘，便可得出整个电路的电压放大倍数，即

根据输入电阻的物理意义，可知

电路的输出电阻Ro与第一级的输出电阻R3有关，如下：

思考题

4.1.1　直接耦合放大电路只能放大直流信号，阻容耦合和变压器耦合放大电路只能放大交流信号，这种说法对吗?为什么?

4.1.2　如何组成一个输入电阻大于1 MΩ、输出电阻小于150 Ω、电压放大倍数的数值大于103的多级放大电路?画出方框图，填写每个方框的电路名称并简述理由。

4.1.3　已知一个三级放大电路的负载电阻和各级电路的输入电阻、输出电阻、空载电压放大倍数，试求解整个放大电路的电压放大倍数。(www.xing528.com)

4.1.4　已知两级共射放大电路由NPN型管组成，其输出电压波形产生底部失真，试说明导致失真所有的可能原因。

习　题

4.1.1　根据要求选择合适电路（A.共射电路　B.共集电路　C.共基电路）组成两级放大电路。

（1）要求输入电阻为1 ～2 kΩ，电压放大倍数大于3000，第一级应采用（　　），第二级应采用（　　）。

（2）要求输入电阻大于10 MΩ，电压放大倍数大于300，第一级应采用（　　），第二级应采用（　　）。

（3）要求输入电阻为100 ～200 kΩ，电压放大倍数数值大于100，第一级应采用（　　），第二级应采用（　　）。

4.1.2　基本放大电路如图题4.1.2（a）、（b）所示，图题4.1.2（a）点画线框内为电路I，图（b）点画线框内为电路Ⅱ。由电路I、Ⅱ组成的多级放大电路如图题4.1.2（c）、（d）、（e）所示，它们均正常工作。试说明图题4.1.2（c）、（d）、（e）所示电路中：

（1）哪些电路的输入电阻比较大？

（2）哪些电路的输出电阻比较小？

（3）哪个电路的最大？

图题4.1.2

4.1.3　选择合适的答案填入空内。

（1）直接耦合放大电路存在零点漂移的原因是（　　）。

A.元件老化　　B.晶体管参数受温度影响

C.放大倍数不够稳定　　D.电源电压不稳定

（2）集成放大电路采用直接耦合方式的原因是（　　）。

A.便于设计　　B.放大交流信号　　C.不易制作大容量电容

4.1.4　电路如图题4.1.4所示，试分别说出各电路中T1、T2各为何种组态？设各电路中的晶体管参数β、rbe均为已知，在Q点均合适的情况下，分别求出各电路、Ri和Ro。

图题4.1.4

4.1.5　两级阻容耦合硅管放大电路如图题4.1.5所示，各元件参数均为已知，β1= β2= 50，rbe1= 2.2 kΩ，rbe2= 1.4 kΩ。

（1）试画出微变等效电路；

（2）求放大电路的输入电阻Ri；

（3）求电路总的电压放大倍数suA˙。

图题4.1.5

4.1.6　两级放大电路如图题4.1.6所示，已知场效应管gm=1mS ，三极管β = 99，rbe= 2 kΩ。

（1）试画出该电路的小信号交流等效电路；

（2）说明Rg3的作用并求输入电阻Ri；

（3）求电压放大倍数Au及输出电阻Ro。

4.1.7　电路如图题4.1.7所示，场效应管的互导为gm，而且rd很大；双极型三极管的电流放大系数为β和输入电阻为rbe，试解答：

（1）T1和T2各自组成的电路属于什么组态；

（2）写出总的电压放大倍数Aus和Ri、Ro的表达式。

图题4.1.6

图题4.1.7