小模电的重难点——多级放大电路

吴少琴的模电课

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7 H' E, n; g$ m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：
" g, ]4 {' r- b( A3 G

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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??
# z# n, e! p% I" {) t& |, u* w

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+ W$ }1 O9 Z* Y这就是要讲解多级放大电路的原因了~~~
* R6 z" K; v5 z+ V) C* F这次课的重点是如何分析两级放大电路的动态技术指标????

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电压增益
重点1

第一种方法
  |3 [/ n! m( K! `5 @1
5 \) P  ]; V* ]8 p多级放大电路级联后，后一级相当于前一级的负载

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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：
" }5 e% F8 F# S0 [7 W1
求第二级放大器的输入电阻

2 B! m) e4 G$ w- d

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  W( f4 h8 r4 C  a5 v2
求第一级的电压增益

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

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5 G9 F; G- [/ g+ u$ J1 L: X/ [3
求第二级电压增益

单独求解第二级放大电路电压增益

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4
两个增益相乘得到总电压增益

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举例说明
" _9 a2 }1 }  \  ^! a1 }
1 M- g  f! g% O" [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。
) e+ ^9 Y5 E: e

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" o* V7 u/ m0 l$ W+ o??图1
/ k: P# z8 h5 u8 \分析
求解
5 ~( C, o9 L: D. L( G& I
3 t* b% V. d( ^, Y% E) h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

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' s+ P) e/ T' {& U9 \然后将三极管符号用小信号代替

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1
求第二级输入电阻

3 ]! `2 I# p0 |5 `

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! R2 S& C. Q. l3 a& s9 z2
求第一级的电压增益

将第二级的输入电阻作为负载

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3
5 I3 x  d, x( {: I) c1 y. m% o/ E求第二级的电压增益

: _: ]" h, T8 P断开第一级，单独求解第二级电压增益
4 i* ]7 u1 g' s, i7 z) |

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4 f9 A. m( k( F/ }) P4
两级增益相乘得到总增益
" y6 H& ]: m1 p

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0 r2 k# \* q/ w' A- f

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第二种方法
+ ^' @0 m* ^8 n$ S$ G9 H2
多级放大电路级联后，前一级是后一级的信号源

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
: b" |% c  P+ @9 K' _9 e4 |! Q/ y求第一级的输出电阻
' T( H/ E/ l& o5 s2 W

2
求第一级电压增益

) ~  A- R, y0 h) ~6 u. d) {9 K断开第二级，单独求解第一级放大电路

9 \( m0 M* x: ]. W; g: d3
* B) e; v# Q2 x) m' D求第二级源电压增益

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
' w- K9 Q' e! \. o5 O
4
) E# Y' u( C4 H4 @两个增益相乘得到总的增益
) \0 o1 r0 m% {# |$ W2 z
2 I9 s8 p* ~' z( B
) t5 X( y6 `' i3 F+ L
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。
" N& O, J3 A7 k" G
??图2
. J3 w% U' G9 R5 o0 @# D分析
求解
2 b0 v2 G. v1 s4 O4 N4 Q: z4 @# y% l7 c
这是一个共源+共集的放大电路，小信号等效电路如下：
; D" |1 d& B- d2 _  b0 ~
1
: t8 k, k9 _4 }% B- A求第一级的输出电阻
6 F. J/ \9 C/ G2 w8 E5 O& W, i/ V5 [
4 z$ H) k% U# k- R* M% P
2
求第一级电压增益
$ E0 }0 w. c/ X1 X8 n$ l
# f# L- {: u. l  _4 d单独求解第一级电压增益


3
求第二级的源电压增益

将第一级的输出电阻作为第二级输入信号源的内阻

先求第二级的输入电阻
2 T  h# W* j$ M! w
然后求电压增益：
4 P5 f: w- d8 K" F, v0 t
) X& ]+ D2 E$ M5 b  U, z/ G! Y于是得到源电压增益：
2 o; E. ]; s* l
, m9 K$ Y; U! p; [: k4
求总电压增益

4 q' ~4 i! J& c
) y( k& n# h: U3 {& M2 I6 O+ cP.S.:两种方法，选择一种掌握即可??
/ V; a9 J& X7 f1 G( U" ?
% h" z2 J6 A7 {求输入电阻
# }( N, H+ y) p, y7 w" z重点2
9 z( ]9 J4 ]9 G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。

+ w8 i- M% V+ e) L( b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。

  E( ~$ ?! H  B0 z0 G! {举例：如图1电路，求输入电阻
例
1

分析
求解

6 ~9 O. P; o' I& s6 x8 _* G4 I; s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：
) y% _0 G! K, p


" U4 g( t7 G- x1 A" v
* _; ^1 i* z$ F0 w" k0 P" s- q0 N! _
输出电阻
+ Q5 c* U) ~' ?( B重点3
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
. j7 ?, ~! I0 x! A1 h  D
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。

, }6 F# D8 f' X举例：如图2电路，求输出电阻
: V5 h+ v! ^  k2 Q+ E) t6 f1 A+ W例子节
气
* h" ]7 \# i0 V# [. |
分析
/ F5 r, S/ N( _7 E& Z, e求解

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：
8 n8 T+ x  ]/ N! p+ i
5 N) z9 q# h, E2 ?/ s* i" q  R3 y
RD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：
??????小模电的重难点——共集放大电路
最后还是留个互动题：
% o, }* O0 b6 w, {  {; I互动题
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??????
: q% A3 {4 g1 J
听说留言有平时分哦(●'?'●)
# c9 s7 u7 X/ u4 k6 C
; u. i2 G8 X) M  XEND
! M, d5 `, n& g0 c
, G+ y4 R1 }5 }+ [$ v9 m更多例子可以参考之前的推送：
??????考点精讲——多级放大电路的的动态分析
??????多级放大电路分析