多级晶体管放大器

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在实际应用中，单级放大器的输出通常不足，即使它是电压或功率放大器。因此，它们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器件耦合到下一级的输入。这些耦合器件通常可以是电容器或变压器。使用耦合器件连接两个放大器级这个过程可以称为级联。

下图显示了一个级联连接的两级放大器。

总增益是各个级电压增益的乘积。

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

其中A_V = 总增益，A_V1 = 第1级的电压增益，A_V2 = 第2级的电压增益。

如果有n个级，这n个级的电压增益的乘积将是该多级放大器电路的总增益。

耦合器件的目的

耦合器件的基本目的是

• 将交流信号从一级的输出传输到下一级的输入。

• 阻止直流信号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

使用耦合器件（如电阻器、电容器、变压器等）级联连接一个放大器级到另一个放大器级，形成一个多级放大器电路。有四种基本的耦合方法，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，使用简单的电阻-电容组合形成。允许交流信号通过并阻断直流信号的电容器是这里使用的主要耦合元件。

耦合电容将交流信号从一级的输出传递到下一级的输入。同时阻止直流偏置电压的直流分量影响下一级。让我们在接下来的章节中详细了解这种耦合方法。

阻抗耦合

使用电感和电容作为耦合元件的耦合网络可以称为阻抗耦合网络。

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，很少采用。

变压器耦合

使用变压器作为耦合器件的耦合方法可以称为变压器耦合。这种耦合方法不使用电容器，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基极返回路径，因此不需要基极电阻。这种耦合因其效率和阻抗匹配而受到欢迎，因此它被广泛使用。

直流耦合

如果前一级放大器直接连接到下一级放大器，则称为直流耦合。各个放大器级的偏置条件经过设计，以便可以将各级直接连接而无需直流隔离。

当负载与有源电路元件的输出端串联连接时，通常使用直流耦合方法。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，还有一些电容器在放大器中被专门用于其他目的。为了理解这一点，让我们了解一下电容器在放大器中的作用。

输入电容C_in

放大器初始阶段存在的输入电容C_in将交流信号耦合到晶体管的基极。如果没有这个电容C_in，信号源将与电阻R₂并联，并且晶体管基极的偏置电压将发生变化。

因此，C_in允许交流信号从源流入输入电路，而不会影响偏置条件。

发射极旁路电容C_e

发射极旁路电容C_e与发射极电阻并联连接。它为放大的交流信号提供低阻抗路径。

如果没有这个电容，在R_E上产生的电压将反馈到输入端，从而降低输出电压。因此，在C_e存在的情况下，放大的交流信号将通过它。

耦合电容C_C

电容C_C是连接两级并防止各级之间直流干扰并控制工作点不发生偏移的耦合电容。这也被称为阻隔电容，因为它不允许直流电压通过。

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。

放大器考虑因素

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

共集放大器

• 其电压增益小于1。
• 它不适用于中间级。

共基放大器

• 其电压增益小于1。
• 因此不适合级联。

共发射极放大器

• 其电压增益大于1。
• 通过级联可以进一步提高电压增益。

共发射极放大器的特性使得这种配置非常适合在放大器电路中进行级联。因此，大多数放大器电路都使用共发射极配置。

在本教程的后续章节中，我们将解释各种耦合放大器的类型。