多级放大电路Multisim

一、功能

利用两个共发射极放大电路构成的两级阻容耦合放大电路实现对输入电压的放大功能。

二、性能指标

电路的主要性能有电压放大倍数Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro、同频带BW

三、电路图

四、原理分析及理论计算

㈠原理分析：

将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端称为阻容耦合方式，上图所示为两级阻容耦合放大电路且两级均为共射放大电路。由于电容对直流量的阻抗为无穷大，因而阻容耦合放大电路各级之间的直流通路各不相通，各级的静态工作点相互独立，在求解或实际调试Q点时可按单级处理，所以电路的分析与设计和调试简单易行。而且，只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前级的输出信号就可以几乎没有衰减的传递到后级输入端，因此在分立件电路中阻容耦合方式得到非常广泛的应用。

由于前后两级电路静态工作点相互独立，接下来将对典型单级阻容耦合放大电路进行分析，对第一级：

1、第一级是典型的阻容耦合共射级放大电路，它采用的是分压式电流负反馈偏置电路。放大器的静态工作点Q主要由Rb1、Rb

2、Re、Rc及电源电压所决定。该电路利用电阻Rb1、Rb2的分压定基级电位Vbq，如果满足条件I1>>Ibq，当温度升高时，Ic q↑→Ve q↑→Vb e ↓→Ib q↓→Ic q↓,结果抑制了Ic q的变化，从而获得稳定的静态工作点。

2、基本关系式

只有当I1>>Ibq时，才能保证Vbq恒定。这是稳定点工作的必要条件，一般取

I1=（5~10）Ib q（硅管），I1=（10~20）Ib q（锗管），负反馈越强，电路的稳定性越好。所以要求Vbq>> Vb e，即Vbq=（5~10）Vb e，一般取Vbq=（5~10）V（硅管），Vbq=（5~10）V（锗管）

电路的静态工作点由下列关系式确定R e≈(Vbq- Vb e)/ Ic q= Ve q/ Ic q，对于小信号放大器，一般Ic q=0.5mA到2mA，Veq=(0.2～0.5)Vcc

Rb2=Vbq/ I1==【Vbq/（5~10）Ic q】β

Rb1≈[（Vcc-Vbq）/Vbq]×Rb2

Vceq≈Vcc- Ic q(Re+Rc)

3、主要性能指标及测试方法

①电压放大倍数

Av=V o/Vi=-βRl’/rbe 式中Rl’=Rc//Rl ，rbe为晶体管内阻，即

Rbe=rb+(1+β)26mV/{Ieq}. mA，测量放大倍数实际是测量放大器的输入电压与输出电压的值。在波形不失真情况下如果测出Vi（有效值）或Vim(峰值)与Vo（有效值）或V om(峰值),则Av=Vo/Vi=V om/Vim

②输入电压

Ri=rbe//Rb1//Rb2 放大器的输入电阻反应了放大器本身消耗输入信号源功率的大小。若Ri>>Rs(信号源内阻)，则放大器从信号源获取较大电压；若Ri<

③输出电压

Ro=ro//R c≈R c 放大器的输出电阻反应了带负载能力，Ro越小，带负载能力越强

④频率特性和通频带

放大器的频率特性包括幅频特性和相频特性，影响放大器频率特性的主要因素是电路中存在的各种电容元件。同频带BW=fh-fl, fh表示上限频率和下线频率，其主要影响因素是晶体管的结电容和电路的分布电容限制，fl表示下线频率，主要受耦合电容和旁路电容影响。

对于本实验中的多级放大电路，要注意到对于放大倍数来说，多级放大电路的电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，而输入电阻即是第一级的输入电阻，输出电阻是最后一集的输出电阻，且在计算电压放大倍数时应将后级的输入电阻作为前级的输出负载进行计算。

二、理论计算

对第一级：

静态工作点分析：

Vbq=Vcc×Rb1/(Rb2+Rb1)=20×(40/40+600)=1.25v

Ieq=(Vbq-Vbeq)/Re=(1.25-0.7)/1000=0.55 mA≈Icq

Vceq≈Vcc- Ic q(Re+Rc)=20-0.55×5.5=16.975

Ibq= Ieq/(1+β)=0.55/1+296.5=0.001849

Rbe=rb+(1+β)26mV/{Ieq}. mA=150+296.5×26mV/0.55 mA=14k欧

对第二级：

静态工作点分析：

Vbq=Vcc×Rb1/(Rb2+Rb1)=20×(20/300+20)=1.25v

Ieq=(Vbq-Vbeq)/Re=(1.25-0.7)/1000=0.55 mA≈Icq

Vceq≈Vcc- Ic q(Re+Rc)=20-0.55×5.5=16.975

Rbe=rb+(1+β)26mV/{Ieq}. mA=150+296.5×26mV/0.55 mA=14k欧R1o=R2i= rbe//Rb1//Rb2=14//300//20=8k欧

所以有Av1=V o/Vi=-βRl’/rbe=-296×（8//4.5）/14=18.8

Av2=Vo/Vi=-βRl’/rbe=-296×（4.5//10）/14=19.7

Av= Av1×Av2=374.9

五、仿真分析

⑴直流工作点分析：

由分析可知，对直流输入情况由于电容存在使9、2节点电压为0,

⑵交流分析

交流分析主要体现固定节点的幅频特性和相频特性，图示为单级和多级放大电路的交流分析图

⑶瞬态分析

⑷傅里叶分析

⑸噪声分析

⑹灵敏度分析

⑺参数扫描分析

将R8阻值分别设定为200000, 3.00001e+006, 60000, 70000, 80000欧，观察对输出即节点九