多級放大電路

(資料圖)

從前面的學習中，了解到基本共射極放大電路常用于各種放大器，但是它的放大能力一般。而在實際中，經常需要將微弱的電信號進行放大，基本放大電路是遠遠不夠的。因此常用到多級放大電路。

輸入級用于接收輸入信號，中間級用于將信號放大到足夠大，輸出級用于輸出信號。

接下來，以阻容耦合兩級放大電路為例，說明多級放大電路的性能特點。

阻容耦合兩級放大電路

如下圖所示，該電路由兩個基本共射極放大電路構成，其中Q1的集電極輸出第一級信號，經過電容C2（因此稱為阻容耦合）后被Q2的基極接收，放大后從Q2集電極輸出：

為了說明該電路的工作特點，我們對它進行直流分析和交流分析。

1.直流分析

對以上電路進行直流工作點分析，得到數據如下：

可見，

Vb1≈2.75V（探針1）

Vc1≈5.74V（探針2）

Ve1≈2.10V（探針3）

則晶體管Q1（發射極正偏、集電結反偏）工作于放大狀態。

Vb2≈2.57V（探針4）

Vc2≈6.25V（探針5）

Ve2≈1.93V（探針6）

則晶體管Q2（發射極正偏、集電結反偏）工作于放大狀態。

2.交流分析

示波器測得的阻容耦合兩級放大電路傳輸波形如上圖，藍色-通道A為輸入波形（刻度：5mV/Div），綠色-通道B為級間波形（刻度：50mV/Div），紅色-通道C為輸出波形（刻度：500mV/Div）。

2.1 電壓放大倍數

第一級放大電路的電壓放大倍數為：

第二級放大電路的電壓放大倍數為：

兩級放大電路的整體電壓放大倍數為：

近似滿足：

結論：多級放大電路的電壓放大倍數為每級電路的電壓放大倍數之積。

2.2 輸入輸出電阻

一般將第一級電路的輸入電阻作為多級放大電路的輸入電阻Ri，將最后一級電路的輸出電阻作為多級放大電路的輸出電阻Ro（Ri與Ro的測量方法請參考基本放大電路，此處不再贅述）。

2.3 頻率分析

多級放大電路的幅頻特性和相頻特性如下圖，紅色曲線為第一級放大電路的頻率特性，藍色曲線為多級放大電路的頻率特性。可見，其低頻特性較差，不能用于放大緩慢變化的信號。

問題：如何理解幅頻特性與相頻特性？

假定有A、B、C三個畢業生應聘同一崗位，A為面試做了充分準備；B在準備面試的同時，還不忘玩游戲；C天天睡覺玩游戲。面試這天，A、B都提前準備妥當去了面試地點，C照常睡懶覺，起床晚了匆匆趕往面試地點，結果忘帶簡歷被取消面試資格。緊張的面試開始了，A很快就通過了面試官的認可，B則用了更長的時間才通過面試。

將面試當作一個系統，應聘者A、B、C當作系統的輸入信號。A、B兩個信號都能通過，C則不能通過系統，反映了系統的選擇性，即幅頻響應。A很快就通過了，B則通過慢一些，這反映的是相頻響應，即系統對不同信號的處理時間。

以上就是今天的兩級阻容耦合放大電路的性能分析。

另外，還想多提兩點，其一，阻容耦合有利于高頻信號的傳輸，且電容隔斷了前后級之間的直流聯系，使得各級放大電路的（靜態）工作狀態便于控制，這是阻容耦合方式的優點；其二，缺點，除了不能放大緩慢變化的信號，前后級的靜態狀態相互影響，增加了控制難度，還由于電解電容C2自身體積大小的影響，使這種耦合方式在高度集成化的元件中處處受限。

實際上，多級放大電路一般采用直接耦合形式。與阻容耦合相比，直接耦合的優勢在哪里，不足有哪些，請關注明天的更新。