Wzmacniacz tranzystorowy wielostopniowy
W praktycznych zastosowaniach wyjście wzmacniacza jednostanowego jest zwykle niewystarczające, chociaż jest to wzmacniacz napięcia lub mocy. Dlatego są zastępowane przezMulti-stage transistor amplifiers.
We wzmacniaczach wielostopniowych wyjście pierwszego stopnia jest sprzężone z wejściem następnego stopnia za pomocą urządzenia sprzęgającego. Tymi urządzeniami sprzęgającymi może być zwykle kondensator lub transformator. Ten proces łączenia dwóch stopni wzmacniacza za pomocą urządzenia sprzęgającego można nazwać jakoCascading.
Poniższy rysunek przedstawia dwustopniowy wzmacniacz połączony kaskadowo.
Całkowity zysk jest iloczynem przyrostu napięcia na poszczególnych stopniach.
$$ A_V = A_ {V1} \ times A_ {V2} = \ frac {V_2} {V_1} \ times \ frac {V_0} {V_2} = \ frac {V_0} {V_1} $$
Gdzie A V = całkowity zysk, A V1 = Napięcie zysk 1 st etapie, a A V2 = Napięcie zysk z 2 -go etapu.
Jeśli tam są n liczba stopni, iloczyn przyrostów napięcia tych n etapy będą ogólnym wzmocnieniem tego wielostopniowego obwodu wzmacniacza.
Cel urządzenia sprzęgającego
Podstawowe cele urządzenia sprzęgającego to
Aby przenieść prąd przemienny z wyjścia jednego stopnia do wejścia następnego stopnia.
Aby zablokować przejście DC z wyjścia jednego stopnia do wejścia następnego stopnia, co oznacza izolację warunków DC.
Rodzaje sprzężenia
Łączenie jednego stopnia wzmacniacza z drugim w kaskadzie za pomocą urządzeń sprzęgających tworzy a Multi-stage amplifier circuit. Tam sąfour podstawowe metody sprzęgania, z wykorzystaniem tych urządzeń sprzęgających, takich jak rezystory, kondensatory, transformatory itp. Przyjrzyjmy się im.
Sprzężenie rezystancyjno-pojemnościowe
Jest to najczęściej stosowana metoda łączenia, tworzona za pomocą prostego resistor-capacitorpołączenie. Głównym elementem sprzęgającym zastosowanym w tym przypadku jest kondensator, który dopuszcza prąd zmienny i blokuje prąd stały.
Kondensator sprzęgający przekazuje prąd przemienny z wyjścia jednego stopnia do wejścia następnego stopnia. Podczas blokowania składowych DC przed napięciami polaryzacji DC, aby wpłynąć na następny etap. Omówmy szczegóły tej metody łączenia w następnych rozdziałach.
Sprzężenie impedancyjne
Sieć sprzęgająca, która używa inductance i capacitance jako elementy sprzęgające można nazwać siecią sprzężenia impedancyjnego.
W tej metodzie sprzęgania impedancji impedancja cewki sprzęgającej zależy od jej indukcyjności i częstotliwości sygnału, która wynosi jwL. Ta metoda nie jest tak popularna i rzadko stosowana.
Sprzęgło transformatora
Metoda łączenia korzystająca z pliku transformer as the couplingurządzenie można nazwać sprzężeniem transformatora. W tej metodzie sprzęgania nie ma kondensatora, ponieważ sam transformator przenosi składową AC bezpośrednio do podstawy drugiego stopnia.
Uzwojenie wtórne transformatora zapewnia ścieżkę powrotną podstawy, a zatem nie ma potrzeby stosowania rezystancji podstawy. To sprzęgło jest popularne ze względu na swoją wydajność i dopasowanie impedancji, dlatego jest najczęściej używane.
Sprzęgło bezpośrednie
Jeśli poprzedni stopień wzmacniacza jest podłączony bezpośrednio do następnego stopnia wzmacniacza, nazywa się go as direct coupling. Warunki polaryzacji poszczególnych stopni wzmacniacza są tak zaprojektowane, że stopnie mogą być bezpośrednio połączone bez izolacji DC.
Metoda bezpośredniego sprzężenia jest najczęściej stosowana, gdy obciążenie jest połączone szeregowo, z zaciskiem wyjściowym aktywnego elementu obwodu. Na przykład słuchawki, głośniki itp.
Rola kondensatorów we wzmacniaczach
Oprócz celu sprzęgania istnieją inne cele, dla których niewiele kondensatorów jest szczególnie stosowanych we wzmacniaczach. Aby to zrozumieć, powiedz nam o roli kondensatorów we wzmacniaczach.
Kondensator wejściowy C in
Kondensator C wejściowych w obecnej w początkowym etapie wzmacniacza pary sygnał prądu przemiennego do bazy tranzystora. Kondensator C w jeśli nie występuje, źródło sygnału będzie równolegle do rezystora R 2 i napięcie polaryzacji do bazy tranzystora zostanie zmieniony.
Stąd C in pozwala, sygnał AC ze źródła do przepływu do obwodu wejściowego, bez wpływu na warunki polaryzacji.
Kondensator obejściowy emitera C e
Kondensator obejściowy emitera C e jest podłączony równolegle do rezystora emitera. Oferuje ścieżkę o niskiej reaktancji do wzmocnionego sygnału AC.
W przypadku braku tego kondensatora, napięcie wytworzone na R E będzie sprzężone ze stroną wejściową, zmniejszając tym samym napięcie wyjściowe. Zatem w obecności C e wzmocniony prąd przemienny przejdzie przez to.
Kondensator sprzęgający C C
Kondensator C C jest kondensatorem sprzęgającym, który łączy dwa stopnie i zapobiega zakłóceniom DC między stopniami i kontroluje zmianę punktu pracy. Nazywa się to również jakoblocking capacitor ponieważ nie przepuszcza przez niego napięcia stałego.
W przypadku braku tego kondensatora, R C przyjdzie równolegle z rezystancją R 1 sieci polaryzacji następnego stopnia, zmieniając w ten sposób warunki polaryzacji następnego stopnia.
Rozważania dotyczące wzmacniacza
W przypadku obwodu wzmacniacza istotne znaczenie ma całkowite wzmocnienie wzmacniacza. Aby osiągnąć maksymalne wzmocnienie napięcia, znajdźmy najbardziej odpowiednią konfigurację tranzystora do kaskadowania.
Wzmacniacz CC
- Jego przyrost napięcia jest mniejszy niż jedność.
- Nie nadaje się do etapów pośrednich.
Wzmacniacz CB
- Jego przyrost napięcia jest mniejszy niż jedność.
- Dlatego nie nadaje się do kaskadowania.
Wzmacniacz CE
- Jego wzmocnienie napięcia jest większe niż jedność.
- Wzmocnienie napięcia jest dodatkowo zwiększane przez kaskadowanie.
Charakterystyka wzmacniacza CE jest taka, że ta konfiguracja jest bardzo odpowiednia do kaskadowania w obwodach wzmacniacza. Stąd większość obwodów wzmacniacza używa konfiguracji CE.
W kolejnych rozdziałach tego samouczka wyjaśnimy typy wzmacniaczy sprzęgających.