根据密勒效应，得密勒电容CM=(1+gmRc)Cb'e［3］，放大器上限截止频率的表达式为：(1)由式(1)可见，三极管极间电容Cb'c越大，放大电路的上限截止频率越低。开关J4、J5控制电容C6、5的接入与否。Ｒ11、C8和Ｒ4构成第一级和第三级之间的极间负反馈，开关J2控制负反馈支路的接入与否。当开关J2闭合，极间负反馈支路接入，此时称为电路闭环。深度负反馈时整个电路的闭环增益为:：(2)由式2可见，开关J2闭合时，整个电路的增益只与反馈支路元件Ｒ11和Ｒ4有关。当开关J2断开，级间负反馈不接入，此时电路称为开环。开关J3断开，Ｒ8、Ｒ9不接入，整个电路的开环增益为:比较式(3)和式(4)可知，开关J2断开，整个电路的增益与开关J3的状态有关。由于R7＞R″，所以开关J3闭合时，本级(第二级)负反馈电阻减小，放大倍数增大，整个电路的增益较大。元件Ｒ10、Ｒ2、C4构成负反馈支路，为第一级放大电路提供直流偏置，稳定静态工作点。电容C4用来滤除通过Ｒ10反馈到第一级的交流信号。二极管VD1用来保护电路，防止因电源接反损坏实验板。二极管VD2为实验板的指示灯，Ｒ13是限流电阻。Ｒ5、C3、C7构成∏型滤波电路，用来滤除直流电源中存在的交流成分。
1负反馈对放大器的影响
放大电路中经常引入各种类型的负反馈，用以改善放大电路的性能，本实验板引入了多条本级和级间负反馈支路。为使学生能够更直观深刻地理解负反馈对放大器性能的影响，实验板上设置了J2、J3开关供测试使用，某组测试内容和数据如表1所示。从表1测试结果可以看出，J2闭合(即级间深度负反馈引入)时，J3的断开或者闭合(局部负反馈的变化)基本不影响整个电路的增益。J2断开(即断开级间深度负反馈)时，J3的断开或者闭合(局部负反馈的变化)对整个电路的增益影响比较大，实验结论与理论分析相符合。表1测试数据还表明，放大器增益增大的同时，通频带变窄，即电路参数和三极管确定的情况下，电路的增益带宽积为一常数。
2电容对放大器通频带的影响
衡量放大器性能的一个重要指标是通频带，为了研究影响放大器通频带的因素，本实验板设置了开关J5和J4控制极间电容C5、C6的接入，具体测试内容和数据如表2所示。由表2测试数据可以看出，三极管集—基等效电容(即极间电容C5、C6)主要影响放大器的上限截止频率fH，极间电容越大通频带越窄。极间电容C5、C6构成交流信号的负反馈回路，在低频段时容抗很大视为开路，在高频段时使信号的放大倍数减小，上限截止频率fH减小。在实际工作中应注意三极管极间电容对电路通频带的影响，要有效增大fH，应选用Cb'c较小的管子。实验板设置了开关J1控制电容C1的接入。开关J1对电路通频带的影响测试数据如表3所示。由表3测试数据可以看出，放大电路中的电容C1主要影响放大器的下限截止频率fL，对上限截止频率影响很小。原因是电容C1较大，高频段时容抗非常小，近似短路。低频段时容抗不可忽略，频率越低容抗越大，阻碍越大，放大倍数越小，使下限截止频率fL越高。本实验板加入电容C1和电阻R1组成高通电路，滤除低频噪音信号，使本实验板的性能更好。
3结束语
本文设计的多级小信号放大器实验板电路，可以在实验室作为典型教学案例进行一体化教学活动使用，使学生更好地理解分立元件构成的放大器的工作原理及特性。电路中引入不同负反馈对放大电路增益、通频带的影响，电路中的电容对放大器性能的影响。通过分析和测试，培养学生理论联系实际分析和解决问题的能力。
作者：张慧敏 单位：常州信息职业技术学院电子与电气工程学院
