多级放大器

零件和材料

• 三个 NPN 晶体管 - 推荐使用 2N2222 或 2N3403 型（Radio Shack 目录号 #276-1617 是一个包含 15 个 NPN 晶体管的封装，非常适合此实验和其他实验）
• 两节 6 伏电池
• 一个 10 kΩ 电位器，单圈，线性锥形（Radio Shack 目录 # 271-1715）
• 一个 1 MΩ 电阻器
• 三个 100 kΩ 电阻器
• 三个 10 kΩ 电阻器

交叉引用

电路课程 ，第 3 卷第 4 章：“双极结晶体管”

学习目标

• 多级直接耦合共发射极放大器电路的设计
• 负反馈在放大器电路中的影响

原理图

插图

说明

通过将三个共发射极放大器电路连接在一起 - 前一个晶体管的集电极端子到下一个晶体管的基极（电阻器） - 每一级的电压增益复合以提供非常高的整体电压增益。我建议建立这个电路没有 1 MΩ反馈电阻，首先，自己看看无限制电压增益有多高。

您可能会发现无法调整电位器以获得稳定的输出电压（在全电源电压或零时不饱和），增益如此之高。即使您无法将输入电压调整到足够精细以将输出电压稳定在最后一个晶体管的有效范围内，您也应该能够看出输出与输入的关系是反相的；也就是说，当输入变低时，输出趋向于驱动到高电压，反之亦然。

由于任何一个共发射极“级”本身都在反相，因此偶数级共发射极放大器会产生同相响应，而奇数级会产生反相。您可以通过测量每个晶体管的集电极对地电压来体验这些关系 在调整输入电压电位器的同时，注意输出电压是随着输入电压的增加而增加还是减少。

将 1 MΩ 反馈电阻器连接到电路中，将最后一个晶体管的集电极耦合到第一个晶体管的基极。由于这个三级放大器的整体响应是反相的，从最后一个晶体管的输出端到第一个晶体管的输入端通过 1 MΩ 电阻提供的反馈信号应该是负 本质上。

因此，它将起到稳定放大器响应和最小化电压增益的作用。您应该立即注意到由于输出信号对输入信号变化（电位器位置的变化）的灵敏度降低而导致的增益降低。

简而言之，放大器不像没有反馈电阻时那样“敏感”。与前面实验中讨论的简单共发射极放大器一样，这里最好制作一个输入与输出电压图的表格，您可以用它来计算电压增益。

试验不同的反馈电阻值。你认为减少有什么影响 反馈电阻对电压增益有影响吗？ 增加怎么样？ 在反馈电阻？试试看就知道了！

使用负反馈来“驯服”高增益放大器电路的一个优点是产生的电压增益更多地依赖于电阻值，而更少地依赖于组成晶体管的特性。这很好，因为制造一致的电阻器比制造一致的晶体管容易得多。

因此，通过构建具有任意高电压增益的晶体管分级网络，然后通过负反馈精确地降低增益，可以更容易地设计具有可预测增益的放大器。制造运算放大器的原理与此相同 电路的行为如此可预测。

该放大器电路与您在实际多级电路中通常会遇到的情况相比略有简化。很少使用纯共发射极配置（即没有发射极对地电阻），如果放大器用于交流信号，级间耦合通常是电容性的，分压器网络连接到每个晶体管基极以确保正确每个阶段的偏差。

射频放大器电路通常采用变压器耦合，电容器与变压器绕组并联，用于谐振调谐。

计算机模拟

SPICE 节点编号示意图：

网表（制作一个包含以下文本的文本文件，逐字逐句）：

多级放大器 vs 电源 1 0 dc 12 vin 2 0 r1 2 3 100k r2 1 4 10k q1 4 3 0 mod1 r3 4 7 100k r4 1 5 10k q2 5 7 0 mod1 r5 10 q1 6 r 6 8 0 mod1 rf 3 6 1meg .model mod1 npn bf=200 .dc vin 0 2.5 0.1 .plot dc v(6,0) v(2,0) .end 

该模拟绘制输出电压与输入电压的关系图，并允许以数字形式比较这些变量：打印在图左侧的电压数字列表。您可以通过取任意两个分析点并将输出电压差除以输入电压差来计算电压增益，就像您对实际电路所做的一样。

试验不同的反馈电阻值 (rf ) 并查看对整体电压增益的影响。你注意到一个模式吗？这里有一个提示：总电压增益可以通过使用 r1 的电阻值来近似近似 和 rf ，不参考任何其他电路元件！

相关工作表：

• 多级晶体管放大器工作表