分析多级放大电路的方法及优化

1.静态工作点分析

阻容耦合、变压器耦合和光电耦合的多级放大电路的各级直流通路彼此隔开，各级的静态工件点相互独立，因此它们的静态工作点的分析与单级放大电路的分析相同。直接耦合的多级放大电路各级直流通路彼此相通，各级静态工作点相互联系，因此需要全面考虑各级的静态工作点。

2.动态性能指标计算

（1）电压放大倍数

n级多级放大电路的电压放大倍数为各级电路电压放大倍数的乘积：

计算放大倍数时要考虑后级电路对前级电路影响，例如：计算第k级电压放大倍数A_uk（1＜k＜n）时，可把第k+1级电路的输入电阻R_i，k+1作为第k级电路的负载R_L，k，而第k级电路的输出信号就是第k+1级电路的输入信号。

R_i，k+1=R_L，k （4-2）

（2）输入电阻

多级放大电路的输入电阻R_i，就是第1级电路的输入电阻R_i1，但是在计算R_i1时注意要把第2级输入电阻R_i2作为第1级电路的负载。

R_i=R_i1 （4-3）

（3）输出电阻

多级放大电路的输出电阻R_o就是最后一级的输出电阻R_on。但是在计算R_on时注意要把第n-1级输出电阻作为第n级电路的信号源内阻。

R_o=R_on （4-4）

【例4-1】图4-1所示电路是共射—共集阻容耦合的两级放大电路，末级采用共集放大，提高了带负载能力。已知V_CC=+12V，R₁=50kΩ，R₂=10kΩ，R₃=5.1kΩ，R₄=51Ω，R₅=1kΩ，R₆=150kΩ，R₇=3.3kΩ，R_L=5.1k Ω，β₁=β₂=β=50，C₁=C₃=10μF，C₂=47μF，U_BE1=U_BE2=0.7V。求：（1）放大电路的静态工作点；（2）电压放大倍数；（3）输入电阻、输出电阻。

解：（1）静态工作点计算

由于图4-1中的电路是阻容耦合的两级放大电路，所以各级静态工作点相互独立和单级放大电路的计算相同。

第1级的放大电路为分压式偏置共射放大电路，其静态工作点Q₁计算如下：

第2级的放大电路为共集放大电路，其静态工作点Q₂计算如下：

所以

（2）电压放大倍数的计算

图4-1所示电路的微变等效电路图如图4-5所示。

先计算VT₁和VT₂管的r_be1和r_be2电阻：

把第2级的输入电阻R_i2作为第1级的负载R_L1。

图4-5 图4-1的微变等效电路图

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则图4-1的电压放大倍数为

A_u=A_u1A_u2=-59.3

（3）输入电阻、输出电阻的计算

【例4-2】如图4-6a所示的直接耦合两级放大电路，VT₁是NPN型硅管，VT₂是PNP型锗管，V_CC=+12V，U_BE1=0.7V，U_EB2=0.2V，β₁=40，β₂=100，R_b1=15.7kΩ，R_b2=1kΩ，R_c1=2.2kΩ，R_c2=5.1kΩ，R_e2=1kΩ。求：

（1）两级放大电路静态工作时的I_CQ1、I_CQ2和U_OQ；

（2）电压放大倍数；

（3）输入电阻和输出电阻。

图4-6 例4-2电路图

解：（1）两级放大电路静态工作时的I_CQ1、I_CQ2和U_OQ

电路静态工作时，u_i=0

VT₁管的基极电流：

则

所以

（2）电压放大倍数

微变等效电路图如图4-6b所示。

把第2级的输入电阻R_i2作为第1级的负载R_L1。

则第1级的电压放大倍数为

第2级的电压放大倍数为

总的电压放大倍数为

A_u=A_u1A_u2=160

（3）输入电阻和输出电阻