多級(jí)放大電路3種耦合方式的詳細(xì)分析

在實(shí)際應(yīng)用中，常對(duì)放大電路的性能提出多方面的要求，單級(jí)放大電路的電壓倍數(shù)一般只能達(dá)到幾十倍，往往不能滿足實(shí)際應(yīng)用的要求，而且也很難兼顧各項(xiàng)性能指標(biāo)。這時(shí)，可以選擇多個(gè)基本放大電路，將它們合理連接，從而構(gòu)成多級(jí)放大電路。

組成多級(jí)放大電路的每一個(gè)基本電路稱為一級(jí)，級(jí)與級(jí)之間的連接方式稱為級(jí)間耦合。多級(jí)放大電路有3種常見(jiàn)的耦合方式，即阻容耦合、變壓器耦合和直接耦合。

1、阻容耦合

將多級(jí)放大電路的前級(jí)輸出端通過(guò)電容接到后級(jí)輸入端，稱為阻容耦合方式。圖1所示為兩阻容耦合放大電路，第一級(jí)為共射放大電路，第二級(jí)為共集放大電路。

圖1 兩級(jí)阻容耦合放大電路

阻容耦合的優(yōu)點(diǎn)是：前級(jí)和后級(jí)直流通路彼此隔開(kāi)，每一級(jí)的靜態(tài)工件點(diǎn)相互獨(dú)立，互不影響。便于分析和設(shè)計(jì)電路。因此，阻容耦合在多級(jí)交流放大電路中得到了廣泛應(yīng)用。

阻容耦合的缺點(diǎn)是：信號(hào)在通過(guò)耦合電容加到下一級(jí)時(shí)會(huì)大幅衰減，對(duì)直流信號(hào)（或變化緩慢的信號(hào)）很難傳輸。在集成電路里制造大電容很困難，不利于集成化。所以，阻容耦合只適用于分立元件組成的電路。

應(yīng)當(dāng)指出，由于集成放大電路的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，只有在特殊需要下，由分立元件組成的放大電路中才可能采用阻容耦合方式。

2、變壓器耦合

變壓器耦合是利用變壓器將前級(jí)的輸出端與后級(jí)的輸入端連接起來(lái)，這種耦合方式稱為變壓器耦合，如圖2所示。輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)變壓器送到負(fù)載。RB1、RB2為T(mén)管的偏置電阻，CE是旁路電容，用于提高交流放大倍數(shù)。

圖2 變壓器耦合共射放大電路

變壓器耦合的優(yōu)點(diǎn)是：由于變壓器不能傳輸直流信號(hào)，且有隔直作用，因此各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，互不影響。變壓器在傳輸信號(hào)的同時(shí)還能夠進(jìn)行阻抗、電壓、電流變換。

變壓器耦合的缺點(diǎn)是：體積大、笨重等，不能實(shí)現(xiàn)集成化應(yīng)用。

但是由于變壓器比較笨重，無(wú)法實(shí)際集成，而且也不能傳輸緩慢變化的信號(hào)，因此，這種耦合方式目前已很小采用。

3、直接耦合

直接耦合是將前級(jí)放大電路和后級(jí)放大電路直接相連的耦合方式，這種耦合方式稱為直接耦合，如圖3（a）所示。直接耦合所用元件少，體積小，低頻特性好，便于集成化。直接耦合的缺點(diǎn)是：由于失去隔離作用，使前級(jí)和后級(jí)的直流通路相通，靜態(tài)電位相互牽制，使得各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響。另外還存在著零點(diǎn)漂移現(xiàn)象?，F(xiàn)討論如下

(a)簡(jiǎn)單直接耦合的多級(jí)放大電路

(b)改進(jìn)的直接的多級(jí)耦合電路

圖3 直接耦合多級(jí)放大電路

①靜態(tài)工作點(diǎn)相互牽制。如圖3（a）所示，不論T1管集電極電位在耦合前有多高，接入第二級(jí)后，被T2管的基極鉗制在0.7V左右，致使T2管處于臨界飽和狀態(tài)，導(dǎo)致整個(gè)電路無(wú)法正常工作。

為了使前、后級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)較合理，必須對(duì)電路的結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的改進(jìn)。圖3 (b)所示為一種簡(jiǎn)單改進(jìn)的直接耦合放大電路。圖中，T2的發(fā)射極接有穩(wěn)壓管，利用穩(wěn)壓管的直流壓降UZ可以提高T1的集-射極電壓（UCE1=UBE2+UZ），而且，由于穩(wěn)壓管的動(dòng)態(tài)電阻很小，故對(duì)第二級(jí)電路的電壓放大倍數(shù)影響不大。

②零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。由于溫度變化等原因，使放大電路在輸入信號(hào)為零時(shí)輸出信號(hào)不為零的現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移，簡(jiǎn)稱零漂。產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的主要原因是由于溫度變化而引起的。因而，零點(diǎn)漂移的大小主要由溫度所決定。

在直接耦合的多級(jí)放大電路中，由于前、后級(jí)直接相連，前一級(jí)的漂移電壓會(huì)和有用的信號(hào)一起送到下一級(jí)，而且逐級(jí)放大，以至于在輸出端很難區(qū)別什么是有用信號(hào)，什么是漂移電壓，放大電路不能正常工作。抑制零點(diǎn)漂移簡(jiǎn)單而且有效的措施是采用差動(dòng)放大電路。