阻容耦合多级放大器的实现

1.电路结构

在多级放大器中，通过外接电容和后级输入电阻实现前后两级耦合，把这种级联方式称为阻容耦合。在如图3-36所示的两级放大器中，信号源与第一级、第一级与第二级、第二级与负载彼此之间分别通过C₁、C₂、C₃实现耦合。由于耦合电容的容量较大，其容抗远小于后级输入电阻（或负载），因此在交流状态下电容可视为短路。

在阻容耦合放大器中，耦合电容起到“隔直通交”的作用。因此，各级静态工作点彼此独立互不影响，即不存在零点漂移问题。但应指出，由于隔直电容的存在，阻容耦合放大器只能传递或放大具有一定频率的交流信号，不适于放大低频信号或直流信号。

图3-36 阻容耦合电路

2.电路分析

阻容耦合多级放大器中各级的静态工作点相互独立，可以分别计算。计算方法与前述的单级放大器相同。下面只进行动态分析。动态分析一般包括：

（1）电压放大倍数A_u——等于各级电压放大倍数之积

A_u=A_u1A_u2A_u3 （3-23）

式中，A_u1、A_u2、A_u3分别为每一级的电压放大倍数。

（2）输入电阻R_i——等于第一级的输入电阻

R_i=R_i1 （3-24）

（3）输出电阻R_o——等于输出级的输出电阻

R_o=R_o出 （3-25）

式中，R_o出为输出级的输出等效电阻。

应当指出，单级放大器电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的计算，前面都已介绍，但在多级放大器中计算A_u1、A_u2、A_u3、R_i、R_o时，必须考虑前后级的相互影响，即前级相当于后级的信号源，后级相当于前级的负载。下面以图3-37所示两级放大器为例具体说明。

图3-37 例3-6

例3-6 在图3-37a所示电路中，β₁=β₂=50，r_be1=1kΩ，r_be2=0.2kΩ。求：1）两级放大器的电压放大倍数A_u；2）两级放大器的输入电阻R_i和输出电阻R_o。

解 根据微变等效电路的画法，画出两级放大器的微变等效电路如图3-37b所示。(www.xing528.com)

1）求A_u。第一级为分压偏置放大器，第二级为射极输出器，由图可见第二级相当于第一级的负载，而这个等效负载（R_L1）的阻值恰恰为第二级的输入等效电阻（R_i2），即R_L1=R_i2，因此，先计算第二级输入电阻R_i2。由前面所学内容可知

R_i2=R_B2∥[r_be2+（1+β₂）R_E2∥R_L]

=56kΩ∥[0.2kΩ+（1+50）×0.8kΩ∥0.8kΩ]

≈15kΩ

所以，第一级电压放大倍数

第二级射极输出器的电压放大倍数

A_u2≈1

所以，两级放大器的电压放大倍数

A_u=A_u1A_u2=（-219）×1=-219

2）由于第一级为共射放大器，由图3-37b得

R_i=R_i1=R_B11∥R_B12∥r_be1=110kΩ∥270kΩ∥1kΩ≈1kΩ

由前面学过的射极输出器输出电阻计算方法可知，该电阻与外接信号源内阻有关，而本电路中射极输出器的信号源内阻恰为第一级的输出等效电阻R_o1，并且R_o1=R_C1=6.2kΩ，所以输出电阻为

通过以上分析可知，在计算第一级共射放大器电压放大倍数时必须考虑它所带的负载（第二级的输入等效电阻），同样，计算射极输出器输出电阻时，要考虑它的等效信号源内阻（前一级的输出等效电阻）。

3.阻容耦合的特点

（1）各级静态工作点彼此独立。

（2）由于耦合电容不能传递低频信号或直流信号，故又称交流放大器。

（3）由于制造较大容量的电容很困难，因此集成电路中很少采用阻容耦合方式。