Bộ khuếch đại bóng bán dẫn nhiều tầng

Trong các ứng dụng thực tế, đầu ra của bộ khuếch đại trạng thái đơn thường không đủ, mặc dù nó là bộ khuếch đại điện áp hoặc công suất. Do đó chúng được thay thế bằngMulti-stage transistor amplifiers.

Trong bộ khuếch đại nhiều tầng, đầu ra của tầng đầu tiên được ghép nối với đầu vào của tầng tiếp theo bằng thiết bị ghép nối. Các thiết bị ghép nối này thường có thể là tụ điện hoặc máy biến áp. Quá trình kết hợp hai giai đoạn khuếch đại này bằng cách sử dụng một thiết bị ghép nối có thể được gọi làCascading.

Hình dưới đây cho thấy một bộ khuếch đại hai tầng được kết nối theo tầng.

Độ lợi tổng thể là sản phẩm của độ lợi điện áp của các giai đoạn riêng lẻ.

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

Trong đó A _V = Mức tăng tổng thể, A _V1 = Mức tăng điện áp của giai đoạn ^{thứ nhất} và A _V2 = Mức tăng điện áp của giai đoạn ^{thứ hai} .

Nếu có n số giai đoạn, sản phẩm của mức tăng điện áp của những n các tầng sẽ là độ lợi tổng thể của mạch khuếch đại nhiều tầng đó.

Mục đích của thiết bị ghép nối

Các mục đích cơ bản của thiết bị ghép nối là

Để chuyển AC từ đầu ra của một giai đoạn sang đầu vào của giai đoạn tiếp theo.
Để chặn DC truyền từ đầu ra của một giai đoạn đến đầu vào của giai đoạn tiếp theo, có nghĩa là cô lập các điều kiện DC.

Các loại khớp nối

Tham gia một tầng khuếch đại với tầng kia trong tầng, sử dụng các thiết bị ghép nối tạo thành một Multi-stage amplifier circuit. Cófour các phương pháp ghép nối cơ bản, sử dụng các thiết bị ghép nối này như điện trở, tụ điện, máy biến áp, v.v ... Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về chúng.

Khớp nối kháng-điện dung

Đây là phương pháp ghép nối được sử dụng nhiều nhất, được hình thành bằng cách sử dụng đơn giản resistor-capacitorsự phối hợp. Tụ điện cho phép AC và khối DC là phần tử ghép nối chính được sử dụng ở đây.

Tụ điện ghép nối chuyển AC từ đầu ra của một giai đoạn đến đầu vào của giai đoạn tiếp theo của nó. Trong khi chặn các thành phần DC khỏi điện áp phân cực DC để thực hiện giai đoạn tiếp theo. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết về phương pháp ghép nối này trong các chương tới.

Khớp nối trở kháng

Mạng ghép sử dụng inductance và capacitance như các phần tử ghép nối có thể được gọi là mạng ghép trở kháng.

Trong phương pháp ghép trở kháng này, trở kháng của cuộn ghép phụ thuộc vào độ tự cảm và tần số tín hiệu của nó là jwL. Phương pháp này không quá phổ biến và hiếm khi được áp dụng.

Khớp nối biến áp

Phương pháp ghép nối sử dụng transformer as the couplingthiết bị có thể được gọi là khớp nối máy biến áp. Không có tụ điện nào được sử dụng trong phương pháp ghép nối này vì bản thân máy biến áp truyền tải trực tiếp thành phần AC đến chân đế của giai đoạn thứ hai.

Cuộn dây thứ cấp của máy biến áp cung cấp đường trở lại cơ bản và do đó không cần điện trở cơ bản. Khớp nối này phổ biến vì hiệu quả của nó và sự phù hợp trở kháng của nó và do đó nó hầu hết được sử dụng.

Khớp nối trực tiếp

Nếu tầng khuếch đại trước được kết nối trực tiếp với tầng khuếch đại tiếp theo, nó được gọi là direct coupling. Các điều kiện thiên vị giai đoạn khuếch đại riêng được thiết kế để các giai đoạn có thể được kết nối trực tiếp mà không cần cách ly DC.

Phương pháp ghép nối trực tiếp chủ yếu được sử dụng khi tải mắc nối tiếp, với cực đầu ra của phần tử mạch tích cực. Ví dụ: điện thoại đeo đầu, loa lớn, v.v.

Vai trò của tụ điện trong bộ khuếch đại

Ngoài mục đích ghép nối, có những mục đích khác mà ít tụ điện được sử dụng đặc biệt trong bộ khuếch đại. Để hiểu được điều này, chúng ta hãy cùng tìm hiểu về vai trò của tụ điện trong Âm ly.

Tụ điện đầu vào C _trong

Các tụ đầu vào C _trong hiện tại giai đoạn đầu của bộ khuếch đại, các cặp vợ chồng AC tín hiệu để các cơ sở của transistor. Tụ điện C này _trong nếu không có mặt, các nguồn tín hiệu sẽ được song song với điện trở R ₂ và thiên vị điện áp của cơ sở bán dẫn sẽ được thay đổi.

Do đó C _in cho phép, tín hiệu AC từ nguồn chảy vào mạch đầu vào, mà không ảnh hưởng đến các điều kiện phân cực.

Tụ điện đi qua phát điện C _e

Tụ điện đi qua của máy phát C _e được nối song song với điện trở của máy phát. Nó cung cấp một đường dẫn điện trở thấp đến tín hiệu AC được khuếch đại.

Trong trường hợp không có tụ điện này, điện áp phát triển trên R _E sẽ phản hồi về phía đầu vào do đó làm giảm điện áp đầu ra. Do đó với sự có mặt của C _e , AC khuếch đại sẽ đi qua điều này.

Tụ điện ghép nối C _C

Tụ C _C là tụ ghép nối hai khâu và ngăn cản nhiễu DC giữa các khâu và điều khiển điểm hoạt động dịch chuyển. Điều này còn được gọi làblocking capacitor vì nó không cho phép điện áp một chiều đi qua nó.

Trong trường hợp không có tụ điện này, R _C sẽ mắc song song với điện trở R ₁ của mạng phân cực của giai đoạn tiếp theo và do đó thay đổi điều kiện phân cực của giai đoạn tiếp theo.

Cân nhắc bộ khuếch đại

Đối với một mạch khuếch đại, độ lợi tổng thể của bộ khuếch đại là một xem xét quan trọng. Để đạt được mức tăng điện áp tối đa, chúng ta hãy tìm cấu hình bóng bán dẫn phù hợp nhất để xếp tầng.

Bộ khuếch đại CC

Độ lợi điện áp của nó nhỏ hơn sự thống nhất.
Nó không thích hợp cho các giai đoạn trung gian.

Bộ khuếch đại CB

Độ lợi điện áp của nó nhỏ hơn sự thống nhất.
Do đó không thích hợp để xếp tầng.

Bộ khuếch đại CE

Độ lợi điện áp của nó lớn hơn sự thống nhất.
Tăng điện áp được tăng thêm bằng cách xếp tầng.

Đặc điểm của bộ khuếch đại CE là như vậy, cấu hình này rất thích hợp cho việc phân tầng trong các mạch khuếch đại. Do đó hầu hết các mạch khuếch đại sử dụng cấu hình CE.

Trong các chương tiếp theo của hướng dẫn này, chúng tôi sẽ giải thích các loại bộ khuếch đại ghép nối.