晶体管(三极管)阻容耦合多级放大电路设计解读

晶体管(三极管)阻容耦合多级放大电路设计

晶体管(三极管)阻容耦合多级放大电路设计

由于实际待放大的信号一般都在毫伏或微伏级，非常微弱。要把这些微弱信号放大到足以推动负载(如喇叭、显像管、指示仪表等)工作，单靠一级放大器常常不能满足要求，这就要求将两个或两个以上的基本单元放大电路联结起来组成多级放大器，使信号逐级放大到所需要的程度。其中，每个基本单元放大电路为多级放大器的一级。级与级之间的联结方式叫耦合方式。常用的耦合方式有阻容耦合、直接耦合和变压器耦合，本节只介绍阻容耦合多级放大器；

图6-25为两级阻容耦合放大电路。两级之间通过电容C2和下一级的输入电阻联结，故称为阻容耦合。由于电容有隔直作用，所以阻容耦合放大器中各级的静态工作点互不影响，可分别单独设置。由于电容具有传递交流的作用，只要耦合电容的容量足够大(一般为几微法到几十微法)，对交流信号所呈现的容抗就可忽略不计。这样，前一级的输出信号就无损失地传送到后一级继续放大。

图6-25 两级阻容耦合放大电路

多级放大器的第一级叫输入级，最后一级叫输出级。多级放大器的输入电阻，就是第一级的输入电阻；多级放大器的输出电阻，就是最后一级放大电路的输出电阻。多级放大器总的电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即

因为每一级共射接法的放电路对所放大的交流信号都有一次倒相作用，因此，在图6-25

所示的两级阻容耦合放大电路中，其输出电压与输入电压同相。

关于阻容耦合多级放大电路的静态与动态的分析方法，将通过下面例题予以介绍。

【例6-6】在图6-25所示的两级阻容耦合放大电路中，已知

。试求：① 各级的静态值；② 总电压放大倍数和输入电阻与输出电阻。

解：① 用估算法分别计算各级的静态值。

第一

级

第二

级

② 画出图6-25的微变等效电路，如图6-26所示。

图6-26 图6-25电路的微变等效电路晶体管T1和T2的输入电阻分别为

第二级的输入电阻为为

第一级的等效负载为

第一级的电压放大倍数为为

第二级的等效负载为

第二级的电压放大倍数为为

总电压放大倍数为

多级放大器的输入电阻就是第一级的输入电阻，即即

多级放大器的输出电阻就是最后一级的输出电阻，即

在由分立元件组成的多级交流放大电路中，阻容耦合得到了广泛的应用。但在集成电路中，由于难于制造较大容量的电容器，因而基本上不采用阻容耦合，而采用直接耦合。

下面再简单地介绍一下放大电路的通频带的概念。

在阻容耦合放大电路中，由于存在级间耦合电容，发射极旁路电容及晶体管的结电容(因PN结的两边带有等量异号的电荷，相当于一个电容器，称为结电容)，它们的容抗将随频率而变化，这就会使放大器在放大不同频率的信号时，电压放大倍数不同。放大倍数与频率的关系称为幅频特性。图6-27是单级阻容耦合放大电路的幅频特性曲线。

图6-27 单级阻容耦合放大电路的幅频特性

如图所示，在某一段频率范围内(称中频段)，放大电路的电压放大倍数A u与频率无关，是一个常数。但在偏离这段频率范围以外的高频段或低频段，电压放大倍数都要下降。引起高频段电压放大倍数下降的主要是晶体管的结电容，引起低频段电压放大倍数下降的主要是级间耦合

电容与发射极旁路电容。我们将电压放大倍数下降到中频段放大倍数的时所对应的频率f22和f1分别称为上限频率和下限频率。在f2和f1之间的频率范围，就是该放大电路的通频带。每一个放大电路都有它的通频带，它只能对通频带内的交流信号进行有效放大。如晶体管收音机中的音频放大电路，就只能对20 Hz～20 kHz范围的音频信号进行有效的放大。

必须指出，前面各节讨论的电压放大倍数与计算公式，都是指信号频率在放大电路通频带内的情况。今后在要求计算放大电路的电压放大倍数时，都是指通频带内的电压放大倍数。