多級電晶體放大器

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在實際應用中，單級放大器的輸出通常不足，即使它是電壓或功率放大器。因此，它們被多級電晶體放大器取代。

在多級放大器中，第一級的輸出透過耦合器件耦合到下一級的輸入。這些耦合器件通常可以是電容器或變壓器。使用耦合器件連線兩個放大器級這個過程可以稱為級聯。

下圖顯示了一個級聯連線的兩級放大器。

總增益是各個級電壓增益的乘積。

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

其中A_V = 總增益，A_V1 = 第1級的電壓增益，A_V2 = 第2級的電壓增益。

如果有n個級，這n個級的電壓增益的乘積將是該多級放大器電路的總增益。

耦合器件的目的

耦合器件的基本目的是

• 將交流訊號從一級的輸出傳輸到下一級的輸入。

• 阻止直流訊號從一級的輸出傳遞到下一級的輸入，這意味著隔離直流條件。

耦合型別

使用耦合器件（如電阻器、電容器、變壓器等）級聯連線一個放大器級到另一個放大器級，形成一個多級放大器電路。有四種基本的耦合方法，讓我們瞭解一下它們。

電阻-電容耦合

這是最常用的耦合方法，使用簡單的電阻-電容組合形成。允許交流訊號透過並阻斷直流訊號的電容器是這裡使用的主要耦合元件。

耦合電容將交流訊號從一級的輸出傳遞到下一級的輸入。同時阻止直流偏置電壓的直流分量影響下一級。讓我們在接下來的章節中詳細瞭解這種耦合方法。

阻抗耦合

使用電感和電容作為耦合元件的耦合網路可以稱為阻抗耦合網路。

在這種阻抗耦合方法中，耦合線圈的阻抗取決於其電感和訊號頻率，即jwL。這種方法不太流行，很少採用。

變壓器耦合

使用變壓器作為耦合器件的耦合方法可以稱為變壓器耦合。這種耦合方法不使用電容器，因為變壓器本身將交流分量直接傳送到第二級的基極。

變壓器的次級繞組提供基極返回路徑，因此不需要基極電阻。這種耦合因其效率和阻抗匹配而受到歡迎，因此它被廣泛使用。

直流耦合

如果前一級放大器直接連線到下一級放大器，則稱為直流耦合。各個放大器級的偏置條件經過設計，以便可以將各級直接連線而無需直流隔離。

當負載與有源電路元件的輸出端串聯連線時，通常使用直流耦合方法。例如，耳機、揚聲器等。

電容器在放大器中的作用

除了耦合目的之外，還有一些電容器在放大器中被專門用於其他目的。為了理解這一點，讓我們瞭解一下電容器在放大器中的作用。

輸入電容C_in

放大器初始階段存在的輸入電容C_in將交流訊號耦合到電晶體的基極。如果沒有這個電容C_in，訊號源將與電阻R₂並聯，並且電晶體基極的偏置電壓將發生變化。

因此，C_in允許交流訊號從源流入輸入電路，而不會影響偏置條件。

發射極旁路電容C_e

發射極旁路電容C_e與發射極電阻並聯連線。它為放大的交流訊號提供低阻抗路徑。

如果沒有這個電容，在R_E上產生的電壓將反饋到輸入端，從而降低輸出電壓。因此，在C_e存在的情況下，放大的交流訊號將透過它。

耦合電容C_C

電容C_C是連線兩級並防止各級之間直流乾擾並控制工作點不發生偏移的耦合電容。這也被稱為阻隔電容，因為它不允許直流電壓透過。

如果沒有這個電容，R_C將與下一級偏置網路的電阻R₁並聯，從而改變下一級的偏置條件。

放大器考慮因素

對於放大器電路，放大器的總增益是一個重要的考慮因素。為了獲得最大的電壓增益，讓我們找到最適合級聯的電晶體配置。

共集放大器

• 其電壓增益小於1。
• 它不適用於中間級。

共基放大器

• 其電壓增益小於1。
• 因此不適合級聯。

共發射極放大器

• 其電壓增益大於1。
• 透過級聯可以進一步提高電壓增益。

共發射極放大器的特性使得這種配置非常適合在放大器電路中進行級聯。因此，大多數放大器電路都使用共發射極配置。

在本教程的後續章節中，我們將解釋各種耦合放大器的型別。