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1=2==100，VBE1=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。解：一、求静态工作点：A9.3=mA0.0093=mA7.2101)20//51(7.038.3)+(1+)//('=e1b2b1BE1CCBQ1RRRVVImA93.0BQ1CQ1IIV26.7V)1.593.012(c1CQ1ccB2C1RIVVVCEQ1ccCQ1c1CQ1BQ1e1ccCQ1c1e1=1209378V47V()()(..).VVIRIIRVIRRV96.7V)7.026.7(BE2B2E2VVVV47.4V)3.404.1(mA04.1mA9.3/04.4mA]9.3/)96.712[(/)(c2CQ2C2e2E2CCCQ2EQ2RIVRVVIIV45.3V)96.747.4(E2C2CEQ2VVV二、求电压增益：2（1）用输入电阻法求电压增益先计算三极管的输入电阻k8.204.126101300mA)(mV)(26)1(=k1.393.026101300mA)(mV)(26)1(=E2bbbe2E1bbbe1IrrIrr电压增益be2i2be1i2c113.581.3)8.2//1.5(100)//(=rRrRRAv式中6.1538.23.4100)//(=be2Lc22rRRAv8955)6.153(3.5821vvvAAA如果求从VS算起的电压增益，需计算输入电阻k55.220//51//1.3////b2b1be1i1RRrR9.41)3.58(55.2155.21i1Si1s1vvARRRA6436)6.153(9.412s1svvvAAA（2）用开路电压法求电压增益第一级的开路电压增益8932)3.54()5.164(==3.548.23.41008.21.58.2=5.1641.31.5100=2O1be2c2i2o1i22c1o1be1c1O1vvvvvAAArRRRRARRrRA3例2：如图所示为两级阻容耦合放大电路，已知12CCUV，20B1B1RRkΩ，10B2B2RRkΩ，2C2C1RRkΩ，2E2E1RRkΩ，2LRkΩ，5021，6.0BE2BE1UUV。（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u1A、u2A和总电压放大倍数uA。++Rsus+-+ui-RC1C1C2V1RB1RB2CE1RL+uo-+UCCRC2C3V2R'B1R'B2CE2+uo1-+++RE2RE1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i2L1rR。解：（1）各级电路静态值的计算采用估算法。第一级：412102010CCB2B1B2B1URRRU（V）7.126.04E1BE1B1E1C1RUUII（mA）0.034507.11C1B1II（mA）2.5)22(7.112)(E1C1C1CCCE1RRIUU（V）第二级：412102010CCB2B1B2B2URRRU（V）7.126.04E2BE2B2E2C2RUUII（mA）0.034507.12C2B2II（mA）2.5)22(7.112)(E2C2C2CCCE2RRIUU（V）4（2）微变等效电路如图所示。rbe1+o1U-b1I+iU-b1IRC1RB1RS+SU-RB2rbe2+oU-b2Ib2IRC2RLR'B1R'B2第一级第二级（3）求各级电路的电压放大倍数u1A、u2A和总电压放大倍数uA。三极管V1的动态输入电阻为：10807.126)501(30026)1(300E11be1Ir(Ω)三极管V2的动态输入电阻为：10807.126)501(30026)1(300E22be2Ir(Ω)第二级输入电阻为：93.008.1//10//20////be2B2B1i2rRRr（kΩ）第一级等效负载电阻为：63.093.0//2//i2C1L1rRR（kΩ）第二级等效负载电阻为：12//2//LC2L2RRR（kΩ）第一级电压放大倍数为：3008.163.050be1L11u1rRA第二级电压放大倍数为：5008.1150be2L22u2rRA两级总电压放大倍数为：1500)50()30(u2u1uAAA5例3：在如图所示的两级阻容耦合放大电路中，已知12CCUV，30B1RkΩ，20B2RkΩ，4E1C1RRkΩ，130B3RkΩ，3E2RkΩ，5.1LRkΩ，5021，8.0BE2BE1UUV。（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u1A、u2A和总电压放大倍数uA。（4）后级采用射极输出器有何好处？+ui-RC1C1C2V1RB1RB2CE1RL+uo-+UCCC3V2RB3RE1RE2++++分析第一级放大电路是共发射极的分压式偏置放大电路，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。第一级：8.412203020CCB2B1B2B1URRRU（V）148.08.4E1BE1B1E1C1RUUII（mA）0.025011C1B1II（mA）4)44(112)(E1C1C1CCCE1RRIUU（V）第二级：04.03)501(1308.012)1(E22B3BE2CCB2RRUUI（mA）204.050B22C2II（mA）63212E2C2CCCE2RIUU（V）（2）微变等效电路如图所示。6rbe1+o1U-b1I+iU-b1IRC1RB1RB2rbe2+oU-b2Ib2IRE2RLRB3第一级第二级（3）求各级电路的电压放大倍数u1A、u2A和总电压放大倍数uA。三极管V1的动态输入电阻为：1630126)501(30026)1(300E11be1Ir(Ω)三极管V2的动态输入电阻为：960226)501(30026)1(300E22be2Ir(Ω)第二级输入电阻为：5.70]3)501(96.0//[130])1(//[E22be2B3i2RrRr（kΩ）第一级等效负载电阻为：8.35.70//4//i2C1L1rRR（kΩ）第二级等效负载电阻为：15.1//3//LE2L2RRR（kΩ）第一级电压放大倍数为：11663.18.350be1L11u1rRA第二级电压放大倍数为：98.01)501(96.01)501()1()1(L22be2L22u2RrRA两级总电压放大倍数为：11498.0)116(u2u1uAAA（4）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，增强带负载能力。7例4：在如图所示的两级阻容耦合放大电路中，已知24CCUV，1B1RMΩ，27E1RkΩ，82B1RkΩ，43B2RkΩ，10C2RkΩ，2.8E2RkΩ，10LRkΩ，5021。（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u1A、u2A和总电压放大倍数uA。（4）前级采用射极输出器有何好处？+ui-C1C2V1RB1RL+uo-+UCCRC2C3V2R’B1R’B2RE1RE2++++CE2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：01.027)501(100024)1()1(E11B1BE1CCE11B1BE1CCB1RRUURRUUI（mA）5.001.050B11C1II（mA）5.10275.024E1C1CCCE1RIUU（V）第二级：3.824438243CCB2B1B2B2URRRU（V）12.83.8E2B2E2BE2B2E2C2RURUUII（mA）0.025012C2B2II（mA）8.5)2.810(124)(E2C2C2CCCE2RRIUU（V）（2）微变等效电路如图所示。8rbe1+o1U-b1I+iU-b1IRE1RB1rbe2+oU-b2Ib2IRC2RLR'B1R'B2第一级第二级（3）求各级电路的电压放大倍数u1A、u2A和总电压放大倍数uA。三极管V1的动态输入电阻为：29505.026)501(30026)1(300E11be1Ir(Ω)三极管V2的动态输入电阻为：1630126)501(30026)1(300E22be2Ir(Ω)第二级输入电阻为：27.163.1//43//82////be2B2B1i2rRRr（kΩ）第一级等效负载电阻为：2.127.1//27//i2E1L1rRR（kΩ）第二级等效负载电阻为：510//10//LC2L2RRR（kΩ）第一级电压放大倍数为：95.02.1)501(95.22.1)501()1()1(L11be1L11u1RrRA第二级电压放大倍数为：4.15363.1550be2L22u2rRA两级总电压放大倍数为：146)4.153(95.0u2u1uAAA（4）前级采用射极输出器是由于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。