模拟电子技术

多级放大:接力赛的艺术

10 分钟

一级不够,接力来凑

麦克风的几毫伏要到喇叭的几伏,增益得上千倍。一只三极管做几十倍就到头了,怎么办?把好几级放大首尾相接:前级的输出喂给后级,总增益是各级相乘。三级各放大 20 倍,合起来就是 8000 倍——接力赛,一棒接一棒。

难点不在放大,在「交接棒」

问题出在级与级之间:前级集电极带着好几伏直流,直接连后级基极,后级的 Q 点当场被撞飞。三种交接办法各有性格:

  • 阻容耦合:级间串电容「隔直通交」,Q 点各自独立,设计最省心——代价是太低频的信号过不去
  • 变压器耦合:老式收音机用,还能顺便做阻抗匹配,但变压器又大又贵
  • 直接耦合:不要电容,硬把直流电平对齐——最低频甚至直流都能放大,芯片内部只能这么做,代价就是上一讲的温漂要靠差分来治

谁在前谁在后有讲究

第一级管「干净」:噪声要小,因为它引入的噪声会被后面每一级放大;最后一级管「力气」:要能推动负载。话筒放大器第一级用低噪声差分级,就是这个道理。

练一练:总增益 = 各级增益相乘。三级各 20 倍共多少倍?再加一级 20 倍呢?感受「乘法」的威力。

小纸条

给家长讲讲:为什么芯片里不用电容做级间耦合?

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