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6 ]# [- b1 T" |一转眼课程过半,我们也终于来到基本放大器的最后一个知识点:多级放大电路。咱先盘点一下前面学习的三种基本放大电路:
4 ^% `) c7 [: n; S5 a' V/ G
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2 w% r M$ K2 {
实际应用中,常对放大电路性能会提出多方面的要求,比如:要求一个放大电路输入电阻大于1MΩ,电压增益大于500倍,输出电阻小于100Ω。仅靠一种放大电路都不可能同时满足,??依据上表,选择共源+共射+共集的三种组态团队合作的方式才能做到??; S$ K+ W4 g9 H0 p* Q1 c, u
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0 ~3 g% M* S; s$ k( n7 Z; c
这就是要讲解多级放大电路的原因了~~~% C$ a+ z$ v( A9 n
这次课的重点是如何分析两级放大电路的动态技术指标????
% v$ ]5 U1 g) e. Z- B0 A+ U* Q# ?
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* ~; M- v& i& K5 f. |电压增益
j H. D5 f) e2 G) M重点1- g2 j. Z+ o9 Z6 W# s2 w( B
8 T& f# \+ e# B) Q# H$ B1 T第一种方法. y# O5 [% B& r
1
; C$ X- e, Z n* B多级放大电路级联后,后一级相当于前一级的负载7 h0 `5 G$ o% s
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( [# l6 w$ S8 v# u. ?& a4 r
于是有了输入电阻法(将后一级的输入电阻作为前一级的负载),以两级放大电路为例,分析步骤如下:
4 G% p; e. k& l, T5 J- m1; q( g4 U* `: [( v6 L" ?0 H5 M0 y
求第二级放大器的输入电阻# j" }( T8 a0 n$ N
/ T. U7 h0 P7 l1 z
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& S! j" n* ~7 ~# ?
2; Z& V( J" O0 P* _/ H4 M- E z' K
求第一级的电压增益
! ?0 r) J: q2 Q! ~2 e8 Q' N! t% `' w: g; U8 U1 ]& w% r" l2 S
将第二级的输入电阻作为第一级的负载,求出第一级的电压增益
* Z4 G4 @" f4 f5 C- z5 H8 P. P
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; t7 ^+ L+ d% v3 V/ m" ?1 @# m0 b3
& W3 g# N% Y% _求第二级电压增益) v- E( O% h" j: P
$ F( Q: f3 y6 i; f单独求解第二级放大电路电压增益1 C. V: c1 p6 S
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$ {, Z2 J3 Y0 v
4! b% z: p5 R2 f; C% g. H
两个增益相乘得到总电压增益
0 ~) D/ b; m; E$ y2 L
" |, |% [! ^" O- s; W ], \
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/ v# s! w: ~1 g5 E% A
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0 h9 e! D, k, G2 G- R E) `1 f
) w5 f+ w- r# i) e举例说明5 k$ {, O N" p' {( L
2 B1 s' b. x$ H: K- o# y2 g* w5 |* P
已知电路如图1所示,设放大器静态工作点合适,且两个三极管的β和r_be均已知,写出电路的电压增益Av的表达式。1 `! p, k) B$ p2 Y$ J' I
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1 }) U1 h+ M* U' P0 B; e
??图16 c/ H9 j8 R9 r* A7 f2 N' d
分析
/ _! A1 ~) m2 l8 D; v3 ^4 N求解8 I5 v! t+ R( \' R W$ J9 y! a
+ W: \. V. q8 K1 S4 o8 s这是共集+共射的两级放大器,首先先画出交流通路,熟练后可以直接画小信号等效电路
# A2 G/ v- Z% l. `! [
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+ I* H# K4 f5 ]" R$ i4 \1 o
然后将三极管符号用小信号代替1 G6 y) T" C% o& n1 P' W2 N2 _
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) N- w) q- X+ B2 V" z1
7 j8 e: C2 S+ f9 R6 O J5 H求第二级输入电阻' Q- @" j; }0 m0 g, Q
% }4 U' {1 j# ~7 ]# B$ {
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# ^- n2 B, B; K2 V1 J( ?$ ]8 q( y
2
0 {) d+ t' N& f. K. Q; c0 u# a求第一级的电压增益
6 u1 n w a) R I- g Y$ m- l. m& x% T0 x
将第二级的输入电阻作为负载
2 c( p! y6 m9 ?: n. K& Q( n
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4 Y+ e* s: t* s; m
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/ |0 y5 ~4 z. q
3
' X% p- m8 \6 x' e$ `% {求第二级的电压增益+ ]/ x, x2 Z- A5 [6 L
6 N k% ?1 o5 o5 f: ~* x2 Z6 `
断开第一级,单独求解第二级电压增益
2 i/ o+ Q6 g3 X4 V/ `
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. @" n: s7 v2 v% y1 z9 F
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, U- p4 v7 P5 [' d) ^7 B* }
4( C0 A/ C# D$ ~$ i
两级增益相乘得到总增益
1 c! T8 f J5 M8 h9 d: U
* V9 A1 d9 Y- t9 } N0 c
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9 Z4 F8 U% G6 e& C# u, [$ L
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( _: J( J+ m) |4 H: k
6 e! ?8 l$ X C3 K& o% i2 ?; c5 X
( n/ x+ T1 C5 H
第二种方法- e+ P: W8 G3 n3 p( Z% D' `
2
$ y+ b6 M8 A7 A! V: X' l多级放大电路级联后,前一级是后一级的信号源
& w- Z0 H& A: t: [, l2 X ) n3 ?4 D6 C' D1 A
于是有了开路电压法(将前一级的开路电压作为后一级的输入电压,将前一级的输出电阻作为后一级的信号源内阻考虑),具体步骤如下:
1 c' s& ~1 s2 x1 U- C7 _) V c12 U8 [$ X' T4 s) R
求第一级的输出电阻
9 }9 x% M J# M
. S8 m6 l* t; ~" L; b2 U
8 Z" d7 r$ K5 E. c8 ~' O2
" N8 `# v. L; {- s5 \- [1 E求第一级电压增益
, N0 t+ W: @; Z+ W" e2 N7 q# `9 E& |* Q2 V
断开第二级,单独求解第一级放大电路
* C. U" m! q, s @
3 {; \- O- k" l! }3
+ [3 r5 s+ o- @4 x: P求第二级源电压增益
; I: `" x e# q& ~
7 d) Q- _1 @- P移走第一级,将第一级输出电阻作为第二级输入信号源的内阻。求第二级的源电压增益5 P; ]8 k8 y0 Q4 s6 w$ K
% D1 ?$ {) T9 {' k* f4 ]) |
4) v; m; C, y4 V
两个增益相乘得到总的增益) F/ k# y8 j7 H. S# o* p
; Z- _6 X4 q2 b$ @( }6 Q2 V3 Y4 x. x
2 u3 ` b! Y0 F6 p/ {

5 u( t' U8 P' X. @! K e9 }5 o电路如图2所示,放大电路静态工作点合适,FET的低频跨导gm、BJT的电流放大倍数β和rbe均已知,写出该电路的总电压放大倍数。- y8 } U$ V8 A' C/ h+ M! }, T& g' Z

; Z" M& G- z. ?- Z0 x1 D$ O??图2
- z, t" K' W8 O5 [分析
# ?2 d' H) G& q! I- K求解
/ F. a$ q$ m% |$ S; U" I! m6 o: D' {. l8 p4 i1 ^6 r
这是一个共源+共集的放大电路,小信号等效电路如下: ]0 e! ^7 |5 H" P" u
# C. F7 H" R7 O" O2 Q6 o
1
1 @( `0 l7 x) D* Z/ [ S, ^求第一级的输出电阻; O' L& R, _" O& z/ w, P$ \
3 E6 A& d, V0 S+ J9 q) i
& i" X. t- u5 U( [; w% W
2
* L; h! r/ ~6 `求第一级电压增益: z' P, ~) a! n% e7 w
3 ]2 [2 Q% Z A" r9 K( x1 s; i
单独求解第一级电压增益
* N( {# N/ E8 e; T# E4 O & R+ ^2 ^4 G2 y+ q) G/ R

+ V* ~$ _& t- s3
* L" c4 T0 n" t' a t求第二级的源电压增益2 x" }/ \/ E/ p0 j
4 r5 e' T* P3 D4 W3 p; z
将第一级的输出电阻作为第二级输入信号源的内阻* G, s0 ~+ h4 }4 s7 J/ T# k

' W$ W2 @, J, ~' F, H/ n) s# L先求第二级的输入电阻" j' g7 g0 G2 R0 `
$ a6 V: E, u" [
然后求电压增益:
: ]: \% V( ]/ o& m
$ ?! m4 R4 n- n' y, \于是得到源电压增益:
, y$ F6 A( b0 z$ i5 H$ s 6 |) Z) ]3 d& k8 R( i1 N- }7 q8 B% [# \
4" t `" ]4 S9 {$ l3 C
求总电压增益
( p3 |( N1 k& v/ J! L1 h# q
2 ?; n9 Q% H0 [0 M- [3 e- _, v* Q
" C" G" ]1 e. J" d: i- O w$ \/ zP.S.:两种方法,选择一种掌握即可??
! s3 Q" N0 }- _1 Q
! {1 _. @) S# p$ [/ k. Q8 m5 ]% @求输入电阻
* a1 a; Q3 D. `2 x/ s7 e重点26 d% }( `! L* @; z3 p& M
多级放大器的输入电阻就是第一级的输入电阻,当然仍是将第二级的输入电阻作为负载。/ r; @% z* o' H4 _6 p$ r% T' Q! G
I& M# e4 k5 c' I
由于共集电极放大器的输入电阻跟负载有关,于是第一级是共集电极放大器时,输入电阻会和第二级的输入电阻有关。
: h9 _& c% Q# i1 p$ @' I
1 M; l V, _6 }% |! f6 B4 R4 s举例:如图1电路,求输入电阻
% f T! b' ?/ Y% w+ z例
. d* E( U, R1 B9 s! p/ C1
. j/ C$ c2 h3 H2 e5 J1 Q3 T) U& ~: _# U1 g. w1 z/ U% v
分析
5 ^ }$ l+ R: f! A* S; J: B- h求解
: ?4 S# r. @" I/ \( E0 n& e" f7 J! f# G8 A* J
求这个两级放大器的输入电阻,就可以转化成求第一级的输入电阻,只是得注意将第二级的输入电阻作为负载考虑,所以可以从下图中得到输入电阻:: S( t# @! j: ^. W* J
6 L% u1 |; _. J! }: p/ G, h

: m; z7 j ~8 U, Z1 g+ j* y8 R & O: t$ z' o5 @
# y; }' L, I8 o: Z
: P3 L; r6 T4 X# K6 j Z3 a) _' D
输出电阻- F) v g; L% m/ |7 h, ?
重点3
9 m. N: _' Y; y, P6 ~& w多级放大电路的输出电阻就是最后一级的输出电阻,而最后一级是以前一级的输出电阻作为信号源的内阻的
. b1 _% v) l$ H5 |0 g " k' [1 f+ p9 ?9 A
由于共集电极放大器的输出电阻是与信号源内阻有关,所以如果共集电极作为最后一级,那输出电阻就和前一级的输出电阻有关。2 p- C v/ |5 @9 c
0 |. M$ K8 y4 E( g9 X! d" G- m举例:如图2电路,求输出电阻9 Z) p7 P6 N, D2 Z/ X
例子节
, L) S1 J0 f. a" \$ S气
# n; i3 ^. r1 l' M+ s! F
$ ?* R3 y7 U8 f0 d分析8 `, \# p3 q* u% Y1 L
求解
2 i7 g) x2 x5 g3 f7 h
7 n: h( U$ B1 A- m( U: S求输出电阻需要将信号源短路,负载开路。由于信号源短路后,场效应管的Vgs=0,所以求解输出电阻的等效电路转化为:+ ]! Q5 h! b0 ~; {
# w% z& x" J) u0 y

$ O5 I; R* V( wRD就是第一级的输出电阻??如果求解共集放大器的输入输出电阻有困难,一定点击下面看共集放大器的重难点推文:
- Q/ K* Y; }* u' g5 s4 C5 {# b/ O??????小模电的重难点——共集放大电路$ t0 C3 w& z8 }: R8 ]
最后还是留个互动题:$ L$ d a* c/ u4 }' e
互动题) s9 Z; {6 S0 K
本期列举的例子中,图1的输出电阻和图2的输入电阻都没有求解,都留给屏幕前的你们喽??????
. P# r: E8 e* m# G; V$ E ' n7 g$ U. @3 W' h/ F$ z
听说留言有平时分哦(●'?'●)
0 c3 H3 U2 K3 Y* s+ e4 F6 P1 n
) n2 b8 c; h/ [* rEND
: \% P2 P6 F9 F, O( P8 w7 ? 8 h2 j$ ~, [) d# k x2 {4 a [2 {
更多例子可以参考之前的推送:0 [' [+ V; U5 Y
??????考点精讲——多级放大电路的的动态分析
( k& `* W* C9 D: w, k ` Y??????多级放大电路分析 |
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