三極管多級放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)詳解

許峰川 鄒麗新 呂清松

[摘 要] 由三極管構(gòu)成的多級放大電路是“模擬電路”課程教學(xué)中的重要內(nèi)容之一，通過將單級放大電路適當(dāng)組合，可以提高放大電路的性能，如何分析求解多級放大電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)是該部分內(nèi)容的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。該文針對現(xiàn)有教材缺陷，在給出多級放大電路的小信號等效電路的基礎(chǔ)上，詳細(xì)地分析了其動(dòng)態(tài)參數(shù)的求解過程，計(jì)算過程直觀清晰，希冀有助于加深學(xué)生對放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)的理解。

[關(guān)鍵詞] 多級放大電路;小信號等效電路;動(dòng)態(tài)參數(shù)求解

[基金項(xiàng)目] 2019年度江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃訓(xùn)練項(xiàng)目（201913983015Y）

[作者簡介] 許峰川（1993—），男，江蘇徐州人，蘇州大學(xué)文正學(xué)院碩士研究生，研究方向?yàn)楣怆姂?yīng)用技術(shù);呂清松（1994—），男，陜西安康

人，蘇州大學(xué)文正學(xué)院碩士研究生（通信作者），研究方向?yàn)楣怆姍z測技術(shù)與自動(dòng)化儀表。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）23-0337-03? ? [收稿日期] 2019-11-20

一、引言

單個(gè)三極管可以構(gòu)成共射極、共基極、共集電極放大電路，不同組態(tài)的放大電路具有各自的優(yōu)點(diǎn)和用途。當(dāng)單管放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)——如：電壓增益、輸入電阻、輸出電阻、帶寬和輸出功率等——無法滿足實(shí)際應(yīng)用需要時(shí)，往往通過合適的方式將它們組合起來，構(gòu)成多級放大電路，以充分利用各組態(tài)的優(yōu)點(diǎn)，獲得更好的電路性能。該內(nèi)容，也是“模擬電路”課程中三極管章節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。

目前的教材主要以共射—共基放大電路為例，如圖1所示，介紹多級放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)的求解。

在對所給共射—共基放大電路進(jìn)行工作原理分析和動(dòng)態(tài)參數(shù)定量計(jì)算時(shí)，首先需要準(zhǔn)確地畫出其對應(yīng)的小信號等效電路圖。在闡述該部分內(nèi)容時(shí)，康華光教授主編的《電子技術(shù)基礎(chǔ)——模擬部分（第六版）》第202頁和童詩白、華成英教授主編的《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）》第105頁都只給出了共射—共基放大電路的交流通路，如圖2所示，并沒有給出放大電路的小信號等效電路圖。因此，大部分學(xué)生難以理解相關(guān)動(dòng)態(tài)參數(shù)的分析求解過程以及多級放大電路和單管放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)求解過程的區(qū)別，尤其難以理解為什么要先求后一級放大電路的輸入電阻。

本文明晰了放大電路相關(guān)動(dòng)態(tài)參數(shù)的定義，給出了方便學(xué)生理解和記憶的畫小信號等效電路圖具體步驟，詳細(xì)分析了共射—共基放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)的求解過程。由于靜態(tài)參數(shù)的求解過程與基極分壓式射極偏置電路類似，文中不再贅述。

二、動(dòng)態(tài)參數(shù)求解

由圖4的小信號等效電路可知，電壓增益：

由式（1）可知，多級放大電路總的電壓增益等于各級單管放大電路電壓增益的乘積。在求解各級電壓增益時(shí)，通常以各級放大電路的基極電流為橋梁。對前一級放大電路而言，后一級電路是一個(gè)僅含電阻和受控源的無源二端網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)電阻電路的等效變換，無源二端網(wǎng)絡(luò)可以用一個(gè)電阻等效[2]，該電阻即

由式（6）可知，共射—共基放大電路的輸入電阻和單管共射極放大電路的輸入電阻相同。

在求解輸入電阻時(shí)，也可以通過“看”的方式直觀求解。即，在輸入端電壓的作用下，“看”輸入電流分為幾條并聯(lián)的支路，各條支路等效電阻的并聯(lián)便是輸入電阻，而各條支路的等效電阻可以用支路兩端壓差除以從正極流入該支路的電流求解。

（三）輸出電阻

三、結(jié)束語

本文以共射—共基放大電路為例，給出了畫放大電路的小信號等效電路圖的具體步驟，對其動(dòng)態(tài)參數(shù)的求解過程及求解技巧進(jìn)行了詳細(xì)地分析，并說明了與單管放大電路分析過程的區(qū)別。與教材中只給出多級放大電路的交流通路相比，本文所述的參數(shù)分析計(jì)算過程更加清晰直觀，且有助于學(xué)生加深對動(dòng)態(tài)參數(shù)物理定義的理解，在教學(xué)過程中收到了良好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)-模擬部分[M].6版.北京：高等教育出版社，2013.

[2]邱關(guān)源，羅先覺.電路[M].5版.北京：高等教育出版社，2006.

[3]黎嘉明，張林.差分放大電路輸入電阻的合理計(jì)算[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2011，（3）：45-47.

[4]華成英，童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].4版.北京：高等教育出版社，2006：162-164.

Detailed Explanation of Dynamic Parameters of Triode Multistage Amplifier Circuit

XU Feng-chuan，ZOU Li-xin，L？譈 Qing-song

（Wenzheng College，Soochow University，Suzhou，Jiangsu 215104，China）

Abstract：The multistage amplifier circuit composed of transistor is one of the important contents in the teaching of Analog Circuit course.By properly combining the single-stage amplifier circuit，the performance of the amplifier circuit can be improved.How to analyze and solve the dynamic parameters of the multistage amplifier circuit is the teaching focus and difficulty of this part.In view of the defects of the existing teaching materials，on the basis of giving the small signal equivalent circuit of the multistage amplifier circuit，this paper gives a detailed analysis on the solution process of the dynamic parameters of the multistage amplifier circuit.The calculation process is intuitive and clear，which is helpful to deepen students' understanding of the dynamic parameters of the amplifier circuit.

Key words：multistage amplifier circuit;small signal equivalent circuit;dynamic parameter solution