多级放大电路电压增益的计算

1、多级放大电路电压增益的计算在求分立元件多级放大电路的电压放大倍数时有两种处理方法：一是将后一级的输入电阻作为前一级的负载考虑，即将第二级的输入电阻与第一级集 电极负载电阻并联，简称 输入电阻法。二是将后一级与前一级开路，计算前一级的开路电压放大倍数和输出电阻，并将其作 为信号源内阻加以考虑，共同作用到后一级的输入端，简称开路电压法。现以图示两级放大电路为例加以说明。例 1 :三极管的貝=离=0=100，Vbei=Vbe2=0.7V。计算总电压放大倍数。分别用输入电阻法和开路电压法计算。1#解：一、求静态工作点:1 BQ1CCBE1(Rb1 / Rb2)+ (1 +'-)Rei3.38

2、-0.7mA(51 / 20 ) - 1012. 70.0093 mA = 9.3、'4#I cq1 = ： I bq1 =0.93 mAVc1 二Vb2 二Vcc -Icq1 Rc1 =(12 -0.93 5.1) V =7.26 VV C EQ 1 = V cc _ 1 C Q1 R c1 (I C Q 11 BQ 1 ) R e1 八 >V cc _ 1 C Q 1 (R c1R e1 )=(12 -0.93 7 .8 ) V = 4 .7 VVe2 =Vb2 Vbe2 h(7.26 - 0.7) V =7.96 VI EQ2 止 I CQ2 =(VCC VE2)/ Re2

3、 =【(12 -7.96 )/3.9 mA =4.04 /3.9 mA =1.04 mAVc2 =Icq2 Rc2 (1 .044.3) V =4.47 VVceq2 二Vc2 -Ve2 =(4.47 -7.96 ) V = -3.45 V二、求电压增益：(1)用输入电阻法求电压增益先计算三极管的输入电阻r be1rbb (1 '- ) 26( mV)I ei (mA)26=300 二丄 101= 3.1 k 丨 i0.93be2rbb26 (mV)I e2 (mA)26=300 ：； >1012.8 1 i1 .04电压增益Av1'(Rd /Ri2 )100(5.1 /

4、 2.8)二-58 .3rbe13.1式中Ri2二 rbe2'(Rc2 / Rl )be21004.3153 .62.8Av 二 Av1 Av2 二58 .3 ； ( -153 .6)二 8955如果求从Vs算起的电压增益，需计算输入电阻Rm = rbe1 / Rb1 / Rb2 =3.1 51 20 = 2.55 kl】Rm2.55Aw =Av1 =>(-58.3-41 .9RS +R“1+2.55Avs 二人“小 Av? =-41 .9( -153 .6) =6436(2)用开路电压法求电压增益第一级的开路电压增益Av O18c11005.1-164 .5rbe13.1Ro1

5、 ："Rc1Av 2Ri2Ro1 ' R i22.81004.354 .35.12.82.83#Av = AvO1 Av2 = ( -164 .5)(54.3)= 8932#例 2 :如图所示为两级阻容耦合放大电路，已知U CC =12 V , RB1 =RB1 =20 k Q ,RB2 = RB2 =10 k Q , Rc1=Rc2=2k Q , RE1=RE2=2k Q , RL=2k Q , L；1 = ：2=50,U BE1 =U BE2 =°.6 V。(1 )求前、后级放大电路的静态值。(2) 画出微变等效电路。(3 )求各级电压放大倍数Au1、Au2和总

6、电压放大倍数Au。4分析：两级放大电路都是共发射极的分压式偏置放大电路，由于级间采用阻容耦合方式，故各级电路的静态值可分别计算，动态分析时需注意第二级的输入电阻就是第一级的负载电阻, 即RL1 =仃2。解:( 1)各级电路静态值的计算采用估算法。第一级:#RB2U B1U CCr亠rB1B2I. IU B1-U be1I C1 " .7 （ mA） E1rE11012 =4（ V）20 亠 104-0.6#5B1501 .7二二 0.034（mA）U CE1二 u CC-1 C1 （ R C1亠 Re1 ） =12 -1.7（2 亠2） =5.2（V）#第二级:U B2RB2101

7、C2Rb1: ? 1 E2B2RB2 U CCU B2 U BE2RE2I C21 .712 =4（ V）20 T04 - 0.6日.7 (mA)二 0.03450（mA）U CE2 =U g 1 C2（Rc2 亠 Re2 ） =12 -1.7 （2 亠 2） =5.2 （ V）#+(2) 微变等效电路如图所示。一级级o(3)求各级电路的电压放大倍数Au1、Au2和总电压放大倍数Au。三极管Vi的动态输入电阻为:rbe1 =300(r2626-M)300 (1 50 )I E11 .7= 1080 ( Q )三极管V2的动态输入电阻为:be2 二 300- (1_ 2626-卜2 )300-

8、(1 - 50 )I E21.7= 1080 ( Q )第二级输入电阻为:ri2二 R B1 R B2 / r be2=20 / 10 / 1 .08 =0.93( k Q )第一级等效负载电阻为:RL1 =RC1 / ri2=2 / 0.93 =0.63( kQ )第二级等效负载电阻为:RL2=R C2 /Rl =2 / 2 =1( kQ )第一级电压放大倍数为:Au1'1Rl1r be1500.63-.301.08第二级电压放大倍数为:/L2u2rbe2501501.08两级总电压放大倍数为:Au =Au1 Au2 =(-30)(-50) =15006例3：在如图所示的两级阻容耦合

9、放大电路中，已知U cc =12 V , RB1 =30 k Q , RB2 =20 kQ , Rd 二RE1 =4 k Q , RB330 k Q , RE2 -3 k Q , Rl "5 k Q ,肾二寫=50 ,U BE1 =U be2 = 0.8 V。(1 )求前、后级放大电路的静态值。(2)画出微变等效电路。(3 )求各级电压放大倍数Aul、Au2和总电压放大倍数 Au。(4)后级采用射极输出器有何好处？CC+uo7#分析B2B1U CC2012 二 4.8( V )30 :卜 201 C11 E1B1-UBE1E14.8 _0.8=14(mA)第一级放大电路是共发射极的分

10、压式偏置放大电路，第二级放大电路是射极输出器。射极输出器的输出电阻很小，可使输出电压稳定，增强带负载能力。解(1 )各级电路静态值的计算采用估算法。#CE1U CC -1 C1( R C1 Re1 )二 12 1(4 : 4)二 4(V)#第二级:U CC - U BE2RB3 * (1)RE2(mA)12 - 0 .8 =0.04 130"(Vn'50 )3I C2 = ：2 I B2 =500.04 = 2( mA)U CE2 二U CC -Ic2 Re2 =12-23=6(V)(2)微变等效电路如图所示。#第一级b2O+Uibe2I第二级+o8(3) 求各级电路的电压放

11、大倍数 Aui、A U2和总电压放大倍数 a三极管V1的动态输入电阻为:be1-300-30026-(1 - 50 )16301三极管72的动态输入电阻为:be2300(1 g'2)26-300IE226-(1 - 50 )2= 960 ( Q )#第二级输入电阻为：口2 =Rb3 嘔2 -(1 2)Re2 =130 / 0.96 (1 50 ) 3 =70.5 (k Q ) 第一级等效负载电阻为：Rl1 =Rc1 / ri2 =4 / 70 .5 =3.8( k Q )第二级等效负载电阻为：Rl2 =Re2 / Rl =3 1.5 =1 ( kQ )第一级电压放大倍数为：I-Rl；5

12、03.8A 口1 - -：_：116r be11.63第二级电压放大倍数为：-(1 +氏)Rl；(1 +50) X1A u20 .98be2 -(1 *：2)Rl2 0.96 (1 50 )1两级总电压放大倍数为:A u = Au1 Au2 =(_116)0 .98 =114增强带负载后级采用射极输出器是由于射极输出器的输出电阻很小，可使输出电压稳定, 能力。#+R E1 =27 k Q , R B1 =82 k Q , rB2 =43k Q , R C2 =10k Q ,Re2 *.2 kQ ,Rl =1° k Q ,：1 - -2 =5°。(1) 求前、后级放大电路的静

13、态值。(2) 画出微变等效电路。(3) 求各级电压放大倍数 Au1、Au2和总电压放大倍数 A(4 )前级采用射极输出器有何好处？C C+Uo#+#+分析第一级放大电路是射极输出器，第二级放大电路是共发射极的分压式偏置放大电路。射极输出器的输入电阻很高，可减小信号源内阻压降，减轻信号源的负担。解：(1)各级电路静态值的计算采用估算法。第一级:IU cc U BE1U cc U BE124c a/A、B1°.01(mA )RB1 +(1+a)RE1RB1 +(1+P1)RE11°°°+(1+50)X27I C1 =叩 B1 =500.01 = 0.5(mA

14、)U CE1 =U cc -I C1 Re1 =24-0.527 =10.5(V)第二级:R B243U B2U cc24 =8.3( V )Rb； +RB282 +43,U B2 -U BE2U B28.31 C21 E21( mA)R E2R E28 .21 C21/、1B2a。2( mA )戸250U CE2 二U cc -I C2(Rc2 Re2)=24_1(10 8.2) =5.8(V )(2)微变等效电路如图所示。d+_Lo(3)求各级电路的电压放大倍数 Aui、A U2和总电压放大倍数 a三极管V1的动态输入电阻为:be1-300 (11)兰I E126= 300 H-(1 - 50 ) =29500 .511+#+三极管v2的动态输入电阻为:be2-300(-.2)26IE226=300 亠(1 亠 50 )16301#+#+第二级输入电阻为:L 二 Rb1 Rb2 02=82 / 43 / 1 .63 =1 .27( k Q )第一级等效负载电阻为：RL1 =RE1 / ri2 =27 1.27 =1.2( kQ )第二级等效负载电阻为：Rl2 f / Rl J ° =5 ( k Q )第一级电压放大倍数为: