多级放大电路电压增益的计算

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，V BEI=V BE2=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：
l V 'cc V B E1 3.380.7mA = 0.0093 mA = 9.3 A
101 2.7
BQ1
=(R b1〃R b2)+ (1 +)R e1(51//20)
1 CQ1l BQ10.93 mA
V C1V B2 V cc 1 CQ1 R c1(120.93 5.1) V7.26 V
V CEQ1
=V cc 1 CQ1 R c1 (l CQ11 BQ1)R e1V cc 1CQ1 ( R c1 R e1)
(12 0.93 7.8) V 4.7 V
V E2V B2V BE2(7.26 0.7) V 7.96 V
l E Q2 I CQ2(V CC V E2)/R e2 [(12 7.96)/3.9] mA 4.04/3.9mA 1.04mA V C2l CQ2 R C2(1.04 4.3) V 4.47 V
V CE Q2V C2V E2(4.47 7.96) V 3.45V
求电压增益:
(1)用输入电阻法求电压增益
如果求从V s 算起的电压增益，需计算输入电阻
A vs A vs1A v2
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
代O1
R
-
尺1 「be1
R
100 5.1 3.1
164.5
R o1 A/2 :
R D 1
-
R 2
R C 2
2.8 100 4.3
R o1 R 2
r be2
54.3
5.1 2.8 2.8
A v = A
vO1 A v2 =(
164.5)( 54.3) 8932
r be1 = r bb (1 )26( mV)
I E1 (mA)
r be2 = r bb
(1
、26(mV)
)
I E2 (mA)
电压增益
A — R1//R 2)
100 A/1 一
r be1
式中R i2 r be2
300 101
26 0.93 3.1 k 300
101
26 1.04
2.8k
(5.1〃 2.8)
58.3
3.1
100 4.3 2.8
153.6
58.3 ( 153.6) 8955
R 1
3.1〃 51〃 20 2.55k (58.3)
41.9
先计算三极管的输入电阻
代
(R C 2〃％)
「be2
A
r be1 // R b1
〃 R b2
A vs1
2.55
1 2.55
例 2 :如图所示为两级阻容耦合放大电路，已知
U cc 12 v , R B1 R B 1
20 k Q,
R B 2 R B2 10 k Q ， R C1 R C2 2 k Q ， R E1 R E2 2 k Q ， R L 2
k Q ， 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 A u1、A u2和总电压放大倍数 A u 。

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R L
1心。

解:
( 1)各级电路静态值的计算采用估算法。

第一级:
第二级
:
分析: U B1
R B1
R B 2
R B2 U CC 10 20 10
12 4 (V ) 1 C1
1 E1
U B1 U BE1 R E1 4 0.6
2
1.7 ( mA )
1 B1
I C 1 1.7 50
0.034 (mA ) U CE1 U CC
I C1 (R C1
R E 1) 12 1.7 (2 2) 5.2 (V )
U B2
R B1
R B2
R B2
CC
10 20 10 12 I C2
I E2
U B2 U BE2
R E 2
4 0.6 2 1.7 (mA ) 1 B2
1 C2
1.7
50
0.034 (mA ) U CE2 U CC
R E2)
12 1.7 (2
2) 5.2 (V )
r i2
R B1 // R B2 // r be2
20//10//1.08 0.93 (k Q)
第一级等效负载电阻为：
R L1 R C1 // r i2 2//0.93 0.63 ( k Q)
第二级等效负载电阻为:
R L2
R C2 // R L
2//2
1 (k Q)
第一级电压放大倍数为：
A 1 R L 1
A u1
50 0.63
30
r be1
1.08
第二级电压放大倍数为：
…
2 R L 2
50 1
A u2
丄竺
50
r be2
1.08
两级总电压放大倍数为：
A u A u1 A u2 ( 30) ( 50) 1500
三极管V i 的动态输入电阻为：
r be1 300
(1
三极管V 2的动态输入电阻为：
r be2 300 (1
第二级输入电阻为：
)26 1)
I 1 E1 300 (1 50) 26 1.7
1080( Q )
26
26
2)
300 (1 50)
1.7
1080( Q )
I E2
(2)微变等效电路如图所示。

第一级
第二级
+
o
(3)求各级电路的电压放大倍数
A u1、A u2和总电压放大倍数 A u 。

例3：在如图所示的两级阻容耦合放大电路中，已知U cc 12V , R B1 30 k Q, R B2 20 k
Q , R C1R E1 4 k Q , R B3130 k Q , R E2 3 k Q , R L 1.5 k Q ,
U BE1 U BE2 °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A u1、A u2和总电压放大倍数A u。

(4)后级采用射极输出器有何好处？
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:
第二级:
U CE2 U CC I C2 R E2 12
(2)微变等效电路如图所示。

50 ,
U B1
R B1 R B2
更 U CC
&2
旦12
30 20 4.8 (V)
1 C1 I E1
U B1 U B E1
R E1
4.8 0.8
4
(mA) B1
I C1
50
0.02 (mA)
U CE1 U CC I C1 (R C1 R E1)12 1 (4 4) 4 (V)
I
U CC U BE2
I B2
R B3 (1 2)R E2
12 0.8
130 (1 50) 3
0.04 (mA)
I C2 2 I B2 50 0.04 2 ( mA)
(3)求各级电路的电压放大倍数A u1、A U2和总电压放大倍数A u 。

三极管V i的动态输入电阻为:
r be1 300(1 J产
I E1 300 (1
50)空
1 1630(Q)
三极管V2的动态输入电阻为:
r be2 300(1 2)严
I E2
300 (1 50)空2 960( Q )
第二级输入电阻为:
r i2 R B3〃[ r be2 (1 2)R E2] 130//[ 0.96 (1 50) 3] 70.5 (k Q)第一级等效负载电阻为:
R C1 // r i2 4//70.5 3.8 (k Q)
第二级等效负载电阻为:
R E2//R L3//1.5 1 (k Q)
第一级电压放大倍数为:
A U1 1 R L1
r be1
沁116
1.63
第二级电压放大倍数为:
(1 r be2 (12)R L2
2)尺
(1 50) 1
0.96 (1
0.98
50) 1
两级总电压放大倍数为:
A U A U1A U2(116) 0.98 114
(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
丄
能力。

例4:
在如图所示的两级阻容耦合放大电路中，已知
U cc 24
V ， R
BI
1 M
Q,
R E1 27 k Q, R B1 82 k Q, R B 2
43k Q, R C2 10 k Q, R E2 8.2 k Q, R L 10 k Q,
2
50。

(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 A u1、A u2和总电压放大倍数 A u 。

(4) 前级采用射极输出器有何好处?
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。

第二级:
U
R B
2
B2
R B1
甩
U CC
> 43 24 8.3 (V )
82 43
U B2
U BE2 U B2 8.3
I C2 I E2
R E2
R E2
8.2
1 (mA )
I C 2
1
I B2
0.02 (mA )
2
50
U CE2
U CC
I C2 ( R C2
R E2) 24 1 (10 8.2) 5.8 (V )
(2)微变等效电路如图所示。

分析
I B1
U CC U BE1 R g1
(1
1 )R E1
U cc U BE 1
R B1 (1 1
)R
E1
1000~(1 ~50) 27 0.01( mA
)
C1
11 B1 50 0.01
0.5 (mA )
U CE1
U CC I C1 R E 1
24 0.5 27 10.5 (V )
+
o
A u1、A U 2和总电压放大倍数
A u。

(3)求各级电路的电压放大倍数 三极管V i 的动态输入电阻为: r be1 300
(1
1)
各 I E1
300 (1 50)
26 0.5
2950(Q )
三极管V 2的动态输入电阻为: 「b
e2
300 (
1
2)
严 I
E2
300 (1 50) 26
1
1630(Q ) 第二级输入电阻为: r i2 R B 1 // R B 2 //「be2
82〃 43〃 1.63 1.27 (k Q)
第一级等效负载电阻为: R L1 R E1
〃 r i2
27//1.27
1.2 (kQ)
第二级等效负载电阻为: R L2 R C2
〃 R L
10//10
5 (k Q)
第一级电压放大倍数为: A U 1 (1 1 ) R L 1 「be1 (1 1 )R L 1
(1 50) 1.2
2.95 (1 50) 1.2 0.95 第二级电压放大倍数为: 2 R L 2
r be2 50 5 1.63 153.4
两级总电压放大倍数为: A U A U 1 A U 2 0.95 (153.4)
146 (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。