Amplificador de transistores de varias etapas
En aplicaciones prácticas, la salida de un amplificador de un solo estado suele ser insuficiente, aunque es un amplificador de voltaje o potencia. Por lo tanto, son reemplazados porMulti-stage transistor amplifiers.
En los amplificadores de múltiples etapas, la salida de la primera etapa se acopla a la entrada de la siguiente etapa mediante un dispositivo de acoplamiento. Estos dispositivos de acoplamiento suelen ser un condensador o un transformador. Este proceso de unir dos etapas de amplificador utilizando un dispositivo de acoplamiento se puede llamar comoCascading.
La siguiente figura muestra un amplificador de dos etapas conectado en cascada.
La ganancia general es el producto de la ganancia de voltaje de las etapas individuales.
$$ A_V = A_ {V1} \ times A_ {V2} = \ frac {V_2} {V_1} \ times \ frac {V_0} {V_2} = \ frac {V_0} {V_1} $$
Donde A V = ganancia total, A V1 = ganancia de voltaje de la 1ª etapa y A V2 = ganancia de voltaje de la 2ª etapa.
Si hay n número de etapas, el producto de las ganancias de voltaje de los n etapas será la ganancia total de ese circuito amplificador de etapas múltiples.
Propósito del dispositivo de acoplamiento
Los propósitos básicos de un dispositivo de acoplamiento son
Para transferir la CA de la salida de una etapa a la entrada de la siguiente etapa.
Bloquear la CC para pasar de la salida de una etapa a la entrada de la siguiente etapa, lo que significa aislar las condiciones de CC.
Tipos de acoplamiento
Unir una etapa del amplificador con la otra en cascada, utilizando dispositivos de acoplamiento forman un Multi-stage amplifier circuit. Existenfour métodos básicos de acoplamiento, utilizando estos dispositivos de acoplamiento como resistencias, condensadores, transformadores, etc. Vamos a tener una idea sobre ellos.
Acoplamiento resistencia-capacitancia
Este es el método de acoplamiento más utilizado, formado utilizando simples resistor-capacitorcombinación. El condensador que permite AC y bloquea DC es el principal elemento de acoplamiento utilizado aquí.
El condensador de acoplamiento pasa la CA desde la salida de una etapa a la entrada de su siguiente etapa. Mientras bloquea los componentes de CC de los voltajes de polarización de CC para efectuar la siguiente etapa. Entremos en los detalles de este método de acoplamiento en los próximos capítulos.
Acoplamiento de impedancia
La red de acoplamiento que utiliza inductance y capacitance como elementos de acoplamiento se puede denominar red de acoplamiento de impedancia.
En este método de acoplamiento de impedancia, la impedancia de la bobina de acoplamiento depende de su inductancia y frecuencia de señal, que es jwL. Este método no es tan popular y rara vez se emplea.
Acoplamiento de transformador
El método de acoplamiento que utiliza un transformer as the couplingEl dispositivo se puede llamar Acoplamiento de transformador. No se utiliza ningún condensador en este método de acoplamiento porque el propio transformador transporta el componente de CA directamente a la base de la segunda etapa.
El devanado secundario del transformador proporciona una ruta de retorno de base y, por lo tanto, no hay necesidad de resistencia de base. Este acoplamiento es popular por su eficiencia y su adaptación de impedancia y, por lo tanto, se utiliza principalmente.
Acoplamiento directo
Si la etapa del amplificador anterior está conectada directamente a la siguiente etapa del amplificador, se denomina como direct coupling. Las condiciones de polarización de la etapa del amplificador individual están diseñadas de modo que las etapas se puedan conectar directamente sin aislamiento de CC.
El método de acoplamiento directo se usa principalmente cuando la carga está conectada en serie, con el terminal de salida del elemento del circuito activo. Por ejemplo, auriculares, altavoces, etc.
Papel de los condensadores en amplificadores
Aparte del propósito de acoplamiento, hay otros propósitos para los que se emplean especialmente pocos condensadores en amplificadores. Para comprender esto, háganos saber sobre el papel de los condensadores en los amplificadores.
El condensador de entrada C en
El condensador de entrada C en presente en la etapa inicial del amplificador, parejas señal de CA a la base del transistor. Este condensador C en si no está presente, la fuente de señal será en paralelo a la resistencia R 2 y la tensión de polarización de la base del transistor será cambiado.
Por lo tanto, C in permite que la señal de CA de la fuente fluya hacia el circuito de entrada, sin afectar las condiciones de polarización.
El condensador de derivación del emisor C e
El condensador de derivación del emisor C e está conectado en paralelo a la resistencia del emisor. Ofrece una ruta de baja reactancia a la señal de CA amplificada.
En ausencia de este capacitor, el voltaje desarrollado a través de R E retroalimentará al lado de entrada, reduciendo así el voltaje de salida. Por tanto, en presencia de C e, la CA amplificada pasará a través de ella.
Condensador de acoplamiento C C
El condensador C C es el condensador de acoplamiento que conecta dos etapas y evita la interferencia de CC entre las etapas y controla el cambio del punto de operación. Esto también se llamablocking capacitor porque no permite que la tensión CC pase a través de él.
En ausencia de este condensador, R C vendrá en paralelo con la resistencia R 1 de la red de polarización de la siguiente etapa y, por lo tanto, cambiará las condiciones de polarización de la siguiente etapa.
Consideración del amplificador
Para un circuito amplificador, la ganancia general del amplificador es una consideración importante. Para lograr la máxima ganancia de voltaje, busquemos la configuración de transistor más adecuada para la conexión en cascada.
Amplificador CC
- Su ganancia de voltaje es menor que la unidad.
- No es apto para etapas intermedias.
Amplificador CB
- Su ganancia de voltaje es menor que la unidad.
- Por lo tanto, no es adecuado para cascada.
Amplificador CE
- Su ganancia de voltaje es mayor que la unidad.
- La ganancia de voltaje aumenta aún más en cascada.
Las características del amplificador CE son tales que esta configuración es muy adecuada para la conexión en cascada en circuitos amplificadores. Por tanto, la mayoría de los circuitos amplificadores utilizan una configuración CE.
En los capítulos siguientes de este tutorial, explicaremos los tipos de amplificadores de acoplamiento.