阻容耦合多级放大电路分析

图4-51为两级阻容耦合放大电路，两级之间通过耦合电容C2及下级输入电阻连接，故称为阻容耦合.由于电容有隔直作用，它可使前、后级的直流工作状态相互之间无影响，故各级放大电路的静态工作点可以单独考虑.耦合电容对交流信号的容抗必须很小，其交流分压作用可以忽略不计，以使前级输出信号电压差不多无损失地传送到后级输入端.信号频率愈小，电容值应愈大，该种耦合方式不能传输低频或直流信号.耦合电容通常取几微法到几十微法.图4-51所示电路中，C1为信号源与第一级放大电路之间的耦合电容，C3是第二级放大电路与负载（或下一级放大）之间的耦合电容.信号源或前级放大电路的输出信号在耦合电阻上产生压降，作为后级放大电路的输入信号.

图4-51　两级阻容耦合放大电路

阻容耦合在一般多级分立元件交流放大电路中得到广泛应用.但在集成电路中，由于难于制造容量较大的电容，因而这种耦合方式几乎无法采用即不易集成.

在单级放大电路中，输入信号电压与输出电压的相位相反.在两级放大电路中，由于两次反相，因此输入电压与输出电压的相位相同.

至于两级放大电路的电压放大倍数，从图4-51可以看出，第一级的输出电压即为第二级的输入电压，所以两级放大电路的电压放大倍数为

下面举例说明两级阻容耦合放大电路的静态分析和动态分析.

例4-8　在图4-51的两级阻容耦合放大电路中，已知RB1=30 kΩ，RB2=15 kΩ，RB1′=20 kΩ，RB2′=10 kΩ，RC1=3 kΩ，RC2=2.5 kΩ，RE1=3 kΩ，RE2=2 kΩ，RL=5 kΩ，C1=C2=C3=50μF，CE1=CE2=100μF.如果晶体管的β1=β2=40，集电极电源电压UCC=12 V，试求：

（1）各级的静态值；

（2）两级放大电路的电压放大倍数.

解　（1）求各级的静态值（可根据分压式偏置电路的放大电路的方法计算）.

第一级

第二级

（2）求电压放大倍数.

先画出图4-51的微变等效电路，如图4-52所示.

晶体管T1的输入电阻为

晶体管T2的输入电阻为

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图4-52　两级阻容放大电路的微变等效电路

第二级输入电阻

ri2=RB1′∥RB2′∥rbe2=0.87 kΩ

第一级负载电阻

RL1′=RC1∥ri2≈0.7 kΩ

第二级负载电阻

RL2′=RC2∥RL≈1.7 kΩ

第一级电压放大倍数

第二级电压放大倍数

两级电压放大倍数

Au=Au1·Au2=（-20）×（-62）=1240

Au是一个正实数，这表明输入电压U·i经过两次反相后，输出电压U·o和它同相.下面我们讨论阻容耦合放大电路的频率特性.

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等，它们的容抗将随频率的变化而变化，故当信号频率不同时，放大电路的输出电压会发生变化，因而电压放大倍数也发生变化.放大电路的电压放大倍数的模与频率的关系称为幅频特性.图4-53所示的是阻容耦合放大电路单级的幅频特性.在阻容耦合放大电路的某一段频率范围内，电压放大倍数｜Auo｜与频率无关.随着频率的增高或降低，电压放大倍数要减小.当放大倍数下降为时所

对应的两个频率，分别为下限频率f1和上限频率f2.在这两个频率之间的频率范围，称为放大电路的通频带，它是表明放大电路频率特性的一个重要指标.下面对幅频特性作一简单说明.

图4-53　阻容耦合放大电路单级的幅频特性

在工业电子技术中，最常用的是低频放大电路，其频率范围约为低、中、高三个频段.

在中频段，由于级间耦合电路和发射极旁路电容的容量较大，故对中频段信号的容抗很小，可视作短路.此外，尚有晶体管的结电容和导线分布电容等，这些电容都很小，约为几皮法到几百皮法，它对中频段信号的容抗很大，可视作开路.所以，在中频段，可认为电容不影响交流信号的传送，放大电路的放大倍数与信号频率无关.

在低频段，耦合电容的容抗较大，其分压作用不能忽略，以致实际送到晶体管输入端的电压Ube比输入信号Ui要小，故放大倍数要降低，同样，发射极旁路电容的容抗不能忽略，就有交流负反馈，也使放大倍数降低.

在高频段，由于信号频率较高，耦合电容和发射极旁路电容的容抗比中频段更小，故皆可视作短路.但三极管的极间电容的容抗将减小，它与输出端的电阻并联后，使总阻抗减小，因而使输出电压减小，电压放大倍数降低.

只有在中频段，可认为电压放大倍数与频率无关，而且单极放大电路的输出电压与输入电压反相，前面所讨论的，都是指放大电路在中频段的情况.在本书的习题和例题中计算交流放大电路的电压放大倍数，也都是指中频段的电压放大倍数.