Mehrstufiger Transistorverstärker
In praktischen Anwendungen ist der Ausgang eines Einzelzustandsverstärkers normalerweise unzureichend, obwohl es sich um einen Spannungs- oder Leistungsverstärker handelt. Daher werden sie durch ersetztMulti-stage transistor amplifiers.
Bei mehrstufigen Verstärkern wird der Ausgang der ersten Stufe unter Verwendung einer Kopplungsvorrichtung mit dem Eingang der nächsten Stufe gekoppelt. Diese Kopplungsvorrichtungen können üblicherweise ein Kondensator oder ein Transformator sein. Dieser Vorgang des Verbindens von zwei Verstärkerstufen unter Verwendung einer Kopplungsvorrichtung kann als bezeichnet werdenCascading.
Die folgende Abbildung zeigt einen zweistufigen Verstärker, der in Kaskade geschaltet ist.
Die Gesamtverstärkung ist das Produkt der Spannungsverstärkung einzelner Stufen.
$$ A_V = A_ {V1} \ mal A_ {V2} = \ frac {V_2} {V_1} \ mal \ frac {V_0} {V_2} = \ frac {V_0} {V_1} $$
Wobei A V = Gesamtverstärkung, A V1 = Spannungsverstärkung von 1 st Stufe und eine V2 = Spannungsverstärkung von 2 nd Stufe.
Wenn es gibt n Anzahl der Stufen, das Produkt der Spannungsverstärkungen dieser n Stufen sind die Gesamtverstärkung dieser mehrstufigen Verstärkerschaltung.
Zweck der Kupplungsvorrichtung
Die grundlegenden Zwecke einer Kopplungsvorrichtung sind
Übertragen des Wechselstroms vom Ausgang einer Stufe zum Eingang der nächsten Stufe.
Blockieren des Gleichstroms, um vom Ausgang einer Stufe zum Eingang der nächsten Stufe zu gelangen, was bedeutet, die Gleichstrombedingungen zu isolieren.
Arten der Kopplung
Das Verbinden einer Verstärkerstufe mit der anderen in Kaskade unter Verwendung von Kopplungsvorrichtungen bildet a Multi-stage amplifier circuit. Es gibtfour Grundlegende Kopplungsmethoden unter Verwendung dieser Kopplungsvorrichtungen wie Widerstände, Kondensatoren, Transformatoren usw. Lassen Sie uns eine Vorstellung davon haben.
Widerstands-Kapazitäts-Kopplung
Dies ist die am häufigsten verwendete Kopplungsmethode, die mit einfachen Mitteln hergestellt wird resistor-capacitorKombination. Der Kondensator, der Wechselstrom zulässt und Gleichstrom blockiert, ist das hier verwendete Hauptkopplungselement.
Der Koppelkondensator leitet den Wechselstrom vom Ausgang einer Stufe zum Eingang seiner nächsten Stufe. Während die DC-Komponenten von DC-Vorspannungen blockiert werden, um die nächste Stufe zu bewirken. Lassen Sie uns in den kommenden Kapiteln auf die Details dieser Kopplungsmethode eingehen.
Impedanzkopplung
Das verwendete Kopplungsnetzwerk inductance und capacitance als Kopplungselemente kann als Impedanzkopplungsnetzwerk bezeichnet werden.
Bei diesem Impedanzkopplungsverfahren hängt die Impedanz der Kopplungsspule von ihrer Induktivität und Signalfrequenz ab jwL. Diese Methode ist nicht so beliebt und wird selten angewendet.
Transformator-Kupplung
Die Kopplungsmethode, die a verwendet transformer as the couplingGerät kann als Transformatorkopplung bezeichnet werden. Bei dieser Kopplungsmethode wird kein Kondensator verwendet, da der Transformator selbst die Wechselstromkomponente direkt zur Basis der zweiten Stufe befördert.
Die Sekundärwicklung des Transformators stellt einen Basisrückleitungsweg bereit, und daher besteht kein Basiswiderstand. Diese Kupplung ist wegen ihrer Effizienz und Impedanzanpassung beliebt und wird daher hauptsächlich verwendet.
Direkte Kopplung
Wenn die vorherige Verstärkerstufe direkt mit der nächsten Verstärkerstufe verbunden ist, wird sie als bezeichnet direct coupling. Die Vorspannungsbedingungen der einzelnen Verstärkerstufen sind so ausgelegt, dass die Stufen ohne Gleichstromisolation direkt angeschlossen werden können.
Die Direktkopplungsmethode wird meistens verwendet, wenn die Last in Reihe mit dem Ausgangsanschluss des aktiven Schaltungselements geschaltet ist. Zum Beispiel Kopfhörer, Lautsprecher usw.
Rolle von Kondensatoren in Verstärkern
Neben dem Kopplungszweck gibt es andere Zwecke, für die nur wenige Kondensatoren speziell in Verstärkern eingesetzt werden. Um dies zu verstehen, teilen Sie uns die Rolle von Kondensatoren in Verstärkern mit.
Der Eingangskondensator C in
Der Eingangskondensator C in Gegenwart in der Anfangsstufe des Verstärkers koppelt AC - Signal an die Basis des Transistors. Dieser Kondensator C in , wenn nicht vorhanden ist , wird die Signalquelle mit dem Widerstand R parallel sein , 2 und der Vorspannung der Transistorbasis wird geändert.
Daher ermöglicht C in , dass das Wechselstromsignal von der Quelle in die Eingangsschaltung fließt, ohne die Vorspannungsbedingungen zu beeinflussen.
Der Emitter-Bypass-Kondensator C e
Der Emitter-Bypass-Kondensator C e ist parallel zum Emitterwiderstand geschaltet. Es bietet einen Pfad mit niedriger Reaktanz zum verstärkten Wechselstromsignal.
In Abwesenheit dieses Kondensators wird die an R E entwickelte Spannung zur Eingangsseite zurückgeführt, wodurch die Ausgangsspannung verringert wird. Somit wird in Gegenwart von Ce der verstärkte Wechselstrom dies durchlaufen.
Kupplungskondensator C C.
Der Kondensator C C ist der Koppelkondensator, der zwei Stufen verbindet und Gleichstromstörungen zwischen den Stufen verhindert und die Verschiebung des Arbeitspunkts steuert. Dies wird auch als bezeichnetblocking capacitor weil es nicht zulässt, dass die Gleichspannung durch sie hindurchgeht.
In Abwesenheit dieses Kondensators wird R C parallel zum Widerstand R 1 des Vorspannungsnetzwerks der nächsten Stufe kommen und dadurch die Vorspannungsbedingungen der nächsten Stufe ändern.
Überlegungen zum Verstärker
Für eine Verstärkerschaltung ist die Gesamtverstärkung des Verstärkers eine wichtige Überlegung. Um eine maximale Spannungsverstärkung zu erreichen, finden wir die am besten geeignete Transistorkonfiguration für die Kaskadierung.
CC-Verstärker
- Seine Spannungsverstärkung ist kleiner als eins.
- Es ist nicht für Zwischenstufen geeignet.
CB-Verstärker
- Seine Spannungsverstärkung ist kleiner als eins.
- Daher nicht zum Kaskadieren geeignet.
CE-Verstärker
- Seine Spannungsverstärkung ist größer als Eins.
- Die Spannungsverstärkung wird durch Kaskadierung weiter erhöht.
Die Eigenschaften des CE-Verstärkers sind derart, dass diese Konfiguration sehr gut zum Kaskadieren in Verstärkerschaltungen geeignet ist. Daher verwenden die meisten Verstärkerschaltungen eine CE-Konfiguration.
In den folgenden Kapiteln dieses Tutorials werden die Typen der Kopplungsverstärker erläutert.