多级晶体管放大器

在实际应用中，单级放大器虽然是电压或功率放大器，但输出通常不够，因此被多级晶体管放大器取代。

在多级放大器中，第一级的输出通过耦合装置耦合到下一级的输入。这些耦合装置通常可以是电容器或变压器。使用耦合装置连接两个放大器级的过程可称为级联。

下图显示了级联连接的两级放大器。

总增益是各级电压增益的乘积。

$$A_V = A_{V1} imes A_{V2} = \frac{V_2}{V_1} imes \frac{V_0}{V_2} = \frac{V_0}{V_1}$$

其中 A_V = 总增益，A_V1 = 第一级电压增益，A_V2 = 第二级电压增益级。

如果有 n 个级，则这 n 个级的电压增益乘积将是该多级放大器电路的总增益。

耦合装置的用途

耦合装置的基本用途是

• 将交流电从一级的输出传输到下一级的输入。

• 阻止直流电从一级的输出传递到下一级的输入，这意味着隔离直流条件。

耦合类型

使用耦合装置将一个放大器级与另一个放大器级级联，形成多级放大器电路。耦合有四种种基本方法，使用这些耦合设备，例如电阻器、电容器、变压器等。让我们了解一下它们。

电阻电容耦合

这是最常用的耦合方法，由简单的电阻器-电容器组合形成。允许交流并阻止直流的电容器是这里使用的主要耦合元件。

耦合电容器将交流电从一个级的输出传递到其下一个级的输入。同时阻止直流偏置电压的直流分量影响下一个级。在接下来的章节中，我们将详细介绍这种耦合方法。

阻抗耦合

使用电感和电容作为耦合元件的耦合网络可称为阻抗耦合网络。

在这种阻抗耦合方法中，耦合线圈的阻抗取决于其电感和信号频率，即jwL。这种方法不太流行，很少使用。

变压器耦合

使用变压器作为耦合装置的耦合方法可称为变压器耦合。这种耦合方法中不使用电容器，因为变压器本身将交流分量直接传送到第二级的基极。

变压器的次级绕组提供了基极返​​回路径，因此不需要基极电阻。这种耦合方式因其效率和阻抗匹配而广受欢迎，因此被广泛使用。

直接耦合

如果前一个放大器级直接连接到下一个放大器级，则称为直接耦合。各个放大器级偏置条件的设计使得级可以直接连接而无需直流隔离。

直接耦合方法主要用于负载与有源电路元件的输出端串联连接的情况。例如，耳机、扬声器等。

电容器在放大器中的作用

除了耦合目的之外，放大器中还特别使用一些电容器用于其他目的。为了理解这一点，让我们了解一下放大器中电容器的作用。

输入电容器 C_in

放大器初始阶段的输入电容器 C_in 将交流信号耦合到晶体管的基极。如果不存在此电容器 C_in，则信号源将与电阻器 R₂ 并联，并且晶体管基极的偏置电压将发生变化。

因此，C_in 允许来自源的交流信号流入输入电路，而不会影响偏置条件。

发射极旁路电容器 C_e

发射极旁路电容器 C_e 与发射极电阻器并联。它为放大的交流信号提供了一条低电抗路径。

如果没有这个电容，R_E 两端产生的电压将反馈到输入侧，从而降低输出电压。因此，在存在 C_e 的情况下，放大的交流电将通过它。

耦合电容 C_C

电容 C_C 是连接两个级的耦合电容，可防止级之间的直流干扰并控制工作点的偏移。这也称为阻塞电容，因为它不允许直流电压通过它。

如果没有这个电容，R_C 将与下一级偏置网络的电阻 R₁ 并联，从而改变下一级的偏置条件。

放大器考虑

对于放大器电路，放大器的总增益是一个重要的考虑因素。为了实现最大电压增益，让我们找到最适合级联的晶体管配置。

CC放大器

• 其电压增益小于1。
• 它不适合中间阶段。

CB放大器

• 其电压增益小于1。
• 因此不适合级联。

CE放大器

• 其电压增益大于1。
• 通过级联进一步增加电压增益。

CE放大器的特性使得这种配置非常适合在放大器电路中级联。因此大多数放大器电路都采用 CE 配置。

在本教程的后续章节中，我们将解释耦合放大器的类型。