阻容耦合多級(jí)放大電路

海南風(fēng)光第11章基本放大電路11.7阻容耦合多級(jí)放大電路清華大學(xué)電機(jī)系電工學(xué)教研室唐慶玉編當(dāng)前第1頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)第一級(jí)第二級(jí)第n-1級(jí)第n級(jí)輸入輸出耦合耦合方式：(1)直接耦合(2)阻容耦合(3)變壓器耦合(4)光電耦合11.7多級(jí)阻容耦合放大電路為獲得足夠大的放大倍數(shù),需將單級(jí)放大器串接,組成多級(jí)放大器當(dāng)前第2頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)對(duì)耦合電路要求：要求動(dòng)態(tài):傳送信號(hào)減少壓降損失

靜態(tài)：保證各級(jí)Q點(diǎn)設(shè)置波形不失真當(dāng)前第3頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLuiuoRB1=100kRB2=33kRE=2.5kRC=5kRL=5k=60EC=15V單級(jí)放大器(靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的共射極放大器)IC=1.2mAIB=20AUCE=6Vri=

R11//R12//rbe=1.52kro=

RC1=5krbe=1.62kAV載=-93當(dāng)前第4頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)多級(jí)阻容耦合放大器的級(jí)聯(lián)R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+ECRC2C21C22R22CE2RE2RLuo設(shè)二級(jí)放大器的參數(shù)完全一樣當(dāng)前第5頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)多級(jí)阻容耦合放大器的分析(1)由于電容的隔直作用，各級(jí)放大器的靜態(tài)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。(3)后一級(jí)的輸入電阻是前一級(jí)的交流負(fù)載電阻。(4)總電壓放大倍數(shù)=各級(jí)放大倍數(shù)的乘積。(5)總輸入電阻ri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.當(dāng)前第6頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+ECRC2C21C22R22CE2RE2RLuoIC1=1.2mAIB1=20AUCE1=6Vrbe1=1.62kIC2=1.2mAIB2=20AUCE2=6Vrbe2=1.62k多級(jí)阻容耦合放大器的靜態(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)當(dāng)前第7頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)多級(jí)阻容耦合放大器的微變等效電路R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+ECRC2C21C22R22CE2RE2RLuori=ri1rori2uo1ui2前一級(jí)的輸出電壓是后一級(jí)的輸入電壓后一級(jí)的輸入電阻是前一級(jí)的交流負(fù)載電阻。當(dāng)前第8頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)多級(jí)阻容耦合放大器的微變等效電路rbe2RC2RLR22BECIc2Ib2R21rbe1RC2R11R12BECIc1Ib1Uo1當(dāng)前第9頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)多級(jí)阻容耦合放大器的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的計(jì)算ri2rbe1RC1R11R12BECIc1Ib1Uo1第一級(jí)的微變等效電路第二級(jí)的輸入電阻ri=

ri1=

R11//R12//rbe1=-1RC1//ri2rbe1AV1=Uo1Ui當(dāng)前第10頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)多級(jí)阻容耦合放大器的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的計(jì)算

ri2=

R21//R22//rbe2

ro=

RC2rbe2RC2RLR22BECIc2Ib2R21Ui2第二級(jí)的微變等效電路=-2RC2//RLrbe2AV2=UoUi2當(dāng)前第11頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)=Uo1UiUoUi2總電壓放大倍數(shù)=1RC1//ri2rbe12RC2//RLrbe2rbe2RC2RLR22BECIc2Ib2R21rbe1RC2R11R12BECIc1Ib1Uo1Ui2Au為正，輸入輸出同相總放大倍數(shù)等于各級(jí)放大倍數(shù)的乘積=AV1AV2AV=UoUi當(dāng)前第12頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)代入數(shù)值計(jì)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兩級(jí)單管放大器級(jí)聯(lián),可提高電壓放大倍數(shù);但輸入電阻仍很小,輸出電阻仍很大=-1RC1//ri2rbe1AV1=-43=-2RC2//RLrbe2AV2=-93AV=AV1AV2

=(-43)(-93)=3999當(dāng)前第13頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)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。R11RC1C11C12R12CE1RE1uiR21+ECRC2C21C22R22CE2RE2RLuoAV=AV1AV2

=3999當(dāng)前第14頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLuiuoRB1=100kRB2=33kRE=2.5kRC=5kRL=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)源有較大內(nèi)阻時(shí),放大倍數(shù)變得很小ri=

R11//R12//rbe=1.52kAV=-93ri由于信號(hào)源內(nèi)阻大,而放大器輸入電阻小,致使放大倍數(shù)降低AVs=AVriri+RS當(dāng)前第15頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)RB=570kRE=5.6kRL=1.52k=100EC=15VRB+ECC1C2RERLuiuo用射極輸出器作為輸入級(jí),構(gòu)成兩級(jí)放大器，可提高放大器的輸入電阻ro=5.6//2.361+100=23RS=0ri=101kAV=0.98rbe=2.36k當(dāng)前第16頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)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ri2=1.52kAV2=-93ri=101kAV1=0.98AVs=AV1AV2riri+RS=(0.98)(-93)101+20101=-76當(dāng)前第17頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)用射極輸出器作為輸出級(jí),構(gòu)成兩級(jí)放大器，可減小放大器的輸出電阻,提高帶負(fù)載的能力R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLuiuoro1=

RC1=5kRL=5k時(shí),Au=-93RL=1k時(shí),Au=-31RB+ECC1C2RERLui2uo5k5.6k570k=100ri2=173kAV2=0.99rbe=2.36k當(dāng)前第18頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RL1uiuo1第一級(jí)放大倍數(shù)的計(jì)算=ri2=173krbe1=1.62kRC1=5k=60后一級(jí)的輸入電阻作為前一級(jí)的交流負(fù)載電阻RL=RC1//ri2AV1=-185當(dāng)前第19頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)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：當(dāng)負(fù)載電阻由5k變?yōu)?k時(shí)，放大倍數(shù)降低到原來(lái)的92.3%降低到原來(lái)的30%AV1=-185AV2=0.99ri2=173kRL=5kAV=AV1AV2=（-185）

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

0.97=-169RL=5k時(shí),AV=-93RL=1k時(shí),AV=-31當(dāng)前第20頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)ro結(jié)論:用射極輸出器作為輸出級(jí),可減小放大器的輸出電阻,提高帶負(fù)載的能力輸入電阻ri、輸出電阻ro的計(jì)算R11+ECRC1C11C12R12CE1RE1RLuiuoRB+ECC1C2RERLui2uo5k5.6k570k=100uo1ro=5.6//2.36+570//51+100=73ri=ri1=

R11//R12//rbe1=1.52kRS為信號(hào)源內(nèi)阻,即前一級(jí)的輸出電阻RC1=RB//RC1usRS=ro1=RC1RS=RB//RS

當(dāng)前第21頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)設(shè):gm=3mA/V=50rbe=1.7K例題:前級(jí):場(chǎng)效應(yīng)管共源極放大器后級(jí):晶體管共射極放大器求:總電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻+UCCRS3M(+24V)R120KUi10KC2C3R4R3RLRE282K43K10K8KUo10KC1RCT1RE1CE2T2USCE1RD10KR21M當(dāng)前第22頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)（1）估算各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn):（略）（2）動(dòng)態(tài)分析:

微變等效電路R3R4RCRLRSR2R1RDIbIdrbeIcUGS首先計(jì)算第二級(jí)的輸入電阻ri2=

R3//R4//rbe=82//43//1.7=1.7k當(dāng)前第23頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)R3R4RCRLRSR2R1RDIbIdrbeIcUGS第二步:計(jì)算各級(jí)電壓放大倍數(shù)2=-RC2//RLrbe=-50(10//10)/1.7=-147AV1=-gmRL1=-gm(RD//ri2)=-3(10//1.7)=-4.4當(dāng)前第24頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)R3R4RCRLRSR2R1RDIbIdrbeIcUGS第三步:計(jì)算輸入電阻、輸出電阻ri=R1//R2=3//1=0.75Mro=RC=10k當(dāng)前第25頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期日\(chéng)17點(diǎn)R3R4RCRLRSR2R1RDIb