实验五 两级阻容耦合放大器

两级阻容耦合放大电路

通常放大电路的输入信号都是很弱的，一般为毫伏或微伏数量级，输入功率常在1mV 以下。为了推动负载工作，因此要求把几个单级放大电路连接起来，使信号逐级得到放大，方可在输出获得必要的电压幅值或足够的功率。由几个单级放大电路连接起来的电路称为多级放大电路。在多级放大电路中，每两个单级放大电路之间的连接方式叫耦合；如耦合电路是采用电阻、电容进行耦合，则叫做“阻容耦合”。

阻容耦合交流放大电路是低频放大电路中应用得最多、最为常见的电路。本实验采用的是两级阻容耦合放大电路，如图3-1所示。

图3-1 两级阻容耦合放大电路

在晶体管V 1的输出特性曲线中直流负载线与横轴的交点U CEQ1=V CC ，与纵轴的交点（U CE =0时）集电极电流为

=

1

CQ I 3

1

1E E C CC

R

R R V

++

静态工作点Q 1位于直流负载线的中部附近，由静态时的集电极电流I CQ1和集-射电压U CEQ1

确定。当流过上下偏流电阻的电流足够大时，晶体管V 1的基级偏压为

2

1

1

1

R

R V R U CC

B +=

晶体管V 1的静态发射极电流为

3

1

1

3

1

1

1

1

7.0E E B E E E B EQ R

R U R R UB U I +-≈+-=

静态集电极电流近似等于发射极电流，即

11

1

1

EQ BQ EQ CQ I

I I I ≈-=

晶体管V 1的静态集电极电压为

1

1

1

C CQ CC

CQ R

I V U -=

两级阻容耦合放大电路的总电压放大倍数为

21

u u u

A

A A =

其中，第一级放大电路的电压放大倍数为

1

1

1

1

1

)1(E be L u

R

r R A +++'-

=ββ

晶体管V1的等效负载电阻为

2

1

1

i C L R

R

R ='

可作为第一级放大电路的外接负载，第二级放大电路的输入电阻为

])1(//[//2

2

2

4

3

2

E be i R r R R R β++=

晶体管V 1和V 2的输入电阻分别为

1

1

1

26

)1(300EQ be I r β++≈

2

2

2

26

)1(300EQ be I

r β++=

第二级放大电路的电压放大倍数为

2

2

2

2

2

2

)1(E be L u R

r R A ββ++'

-

=

其中，等效交流负载电阻L

C L R

R

R 2

2

='。

1、两级放大电路静态工作点的测量。

（1）创建如图3-2所示两级阻容耦合放大电路。断开函数信号发生器与电路的连接，将电路输入端接地。单击仿真开关，进行仿真分析。用数字万用表或动态测试探针分别测量节点电压V B1、V C1、V E1、V B2、V C2及V E，并记录测量结果于表3-1中。

图3-2 两级阻容耦合放大电路静态工作点测量原理图（2）根据阻值R1、R2和电源电压V CC，计算节点电压U B1。

（3）设U BE为0.7V，由基极偏压U B1估算V1管的射极偏压U E1、射极电流I E1和集电极电流I C1。根据I E1，V CC和R C1估算集电极偏压U C1。

（4）确定V1管的静态工作点Q1，即I BQ1，I CQ1和U CEQ1。

2、两级电压放大倍数的测量。

（1）创建如图3-3所示两级阻容耦合放大电路。将函数信号发生器接入电路。单击仿真开关，进行仿真分析。由双踪示波器显示的波形，记录输入电压峰值U i1p和输出电压峰值U o1p，同时记录输入输出波形的相位差。

（2）创建如图3-4所示两级阻容耦合放大电路。将函数信号发生器接入电路。单击仿真开关，进行仿真分析。由双踪示波器显示的波形，记录输入电压峰值U i2p和输出电压峰值U o2p，同时记录输入输出波形的相位差。

图3-3 第一级电压放大倍数测量原理图

图3-4 第二级电压放大倍数测量原理图

（3）创建如图3-5所示两级阻容耦合放大电路。将函数信号发生器接入电路。单击仿真开关，进行仿真分析。由双踪示波器显示的波形，记录输入电压峰值U ip和输出电压峰值U op，同时记录输入输出波形的相位差。

（4）根据电压的读数，计算第一级放大电路的电压放大倍数A u1、第二级放大电路的电

图3-5 总电路电压放大倍数测量原理图

压放大倍数A u2和总电路的电压放大倍数A u 。

（5）用第一级放大电路的电压放大倍数A u1和第二级放大电路的电压放大倍数A u2计算总电路电压放大倍数A u 。

（6）设β为200，用R C1，R E1，r be1，r be2，R 3，R 4和R E2计算第一级放大电路的电压放大倍数A u1。

（7）用R C2，R L ，r be2和R E2计算第二级放大电路的电压放大倍数A u2。

多级放大器的放大倍数 un u u un A A A A ⋅⋅⋅⋅⋅=21

但要注意多级放大器级联时，后级放大器是前级放大器的负载，计算时要将后级的输入电阻当成前级的负载电阻。

多级放大器的输入电阻就是第一级放大器的输入电阻，而输出电阻就是最后一级的输出电阻。即：

1i i R R = on o R R =