多級放大電路的耦合方式
組成多級放大電路的每一個基本放大電路稱為一級，級與級之間的連接配接稱為級間耦合
多級放大電路有四種常見的耦合方式：直接耦合，阻容耦合，變壓器耦合和光電耦合
一.直接耦合放大電路
将前一級的輸出端直接連接配接到後一級的輸入端，稱為直接耦合
如圖a，圖中所示電路省去了第二級的基級電阻，而使Rc1既作為第一級的集電極電阻，又作為第二級的基極電阻，隻要Rc1取值合适，就可以為T2管提供合适的基極電流
1.直接耦合放大電路靜态工作點的設定
從圖a所示電路中可知，靜态時，T1管的管壓降UCEQ1等于T2管的b-e間管壓降UBEQ2
若T1管為矽管，UBEQ2約為0.7V，則T1管的靜态工作點靠近飽和區，在動态信号作用時容易引起飽和失真
是以，為使第一級有合适的靜态工作點，就要擡高T2管的基極電位，為此可以在T2管的發射極加電阻Re2，如圖b所示
但是再增加Re2後，雖然在參數取值得當時，兩級均可有合适的靜态工作點，但是Re2會使第二級的電壓放大倍數大大下降，進而影響整個電路的放大能力
是以需要選擇一種器件取代Re2，它應對直流量和交流量呈現出不同的特性
對直流量，它相當于一個電壓源
對交流量，它等效成一個小電阻，這樣，既可以設定合适的靜态工作點，又對放大電路的放大能力影響不大
二極管和穩壓管都具有以上特性
對二極管進行正向分析可知：
當二級管流過直流電流時，在伏安特性上可以确定它的端電壓UD，而在這個直流信号上疊加一個交流信号時，二極管的動态電阻為duD/iD
對于小功率管，其值僅為幾至幾十歐，若要求管壓降的UCEQ數值小于2V，可以用一個或者兩個二極管取代Re2，如圖b所示，但是如果要求數值為幾伏，則需要多個二極管串聯
如如此做，一方面多個二極管串聯後的動态電阻變大，使放大能力變差，另一方面元件數量的增多，必然使焊點增多，故障率增大，可靠性變差
對二極管進行反向分析可知：
當穩壓管工作在擊穿狀态時，在一定的電流範圍内，其端電壓基本不變，并且動态電阻也僅為十幾至幾十歐，是以可以用穩壓管取代Re2，如圖c所示，為了保證穩壓管工作在穩壓狀态，圖c中電阻R的電流IR流經穩壓管，使得穩壓管中的電流大于穩定電流，根據T1管管壓降UCEQ所需的數值，選取穩壓管的穩定電壓UZ
在圖a、b、c所示電路中，為使各級半導體都工作在放大區，必然要求T2管的集電極電位高于其基極電位
可以設想，如果級數增多，且仍為NPN型管構成的共射電路，則由于集電極電位逐級升高，以至于接近電源電壓，勢必使後級的靜态工作點不合适，是以，直接耦合多級放大電路常采用NPN型和PNP型管混合使用的方法解決上述問題，如圖d所示
在圖d所示電路中，雖然T1管的集電極電位高于其基極電位，但是為使T2管工作在放大區，T2管的集電極電位應低于其基極電位(即T1管的集電極電位)
2.直接耦合方式的優缺點
從以上分析可知，采用直接耦合方式使各級之間的直流通路相連，因靜态工作點互相影響，給電路分析、設計和調試等帶來一系列困難，在求解靜态工作點時，應寫出直流通路中各個回路的方程，然後求解多元一次方程組
直接耦合放大電路的優點是具有良好的低頻特性，可以放大變化緩慢的信号，并且由于電路中沒有大容量電容，是以易于将全部電路內建在一片矽片上，構成內建放大電路
直接耦合放大電路最大的問題是存在零點漂移現象，即輸入信号為零時，輸出電壓産生變化的現象
二.阻容耦合放大電路
将放大電路的前級輸出端通過電容接到後級輸入端，稱為阻容耦合方式，如上圖所示，為兩級阻容耦合放大電路，第一級為共射放大電路，第二級為共集方法電路
由于電容對直流量的電抗為無窮大，因而阻容耦合放大電路各級之間的直流通路各不想通，各級的靜态工作點互相獨立，在求解或者實際調試Q點時可以按單級處理，是以對電路的分析、設計和調試簡單易行，隻要輸入信号頻率較高，耦合電容容量較大，前級的輸出信号就可以幾乎沒有衰減地傳遞到後級的輸入端，是以，在分立元件電路中阻容耦合方式得到了非常廣泛的應用
阻容耦合放大電路的低頻特性差，不能放大變化緩慢的信号，這是因為電容對這類信号呈現出很大的容抗，信号的一部分甚至全部都衰減在耦合電容上，而根本不向後級傳遞
通常隻有在信号頻率很高、輸出功率很大等特殊情況下，才采用阻容耦合方式的分立元件放大電路
三.變壓器耦合放大電路
将放大電路前級的輸出信号通過變壓器接到後級的輸入端或負載電阻上，稱為變壓器耦合，如圖a所示為變壓器耦合共射放大電路，RL既可以是實際的負載電阻，也可以代表後級放大電路，如圖b所示是它的交流等效電路
由于變壓器耦合放大電路的前、後級靠磁路耦合，是以與阻容耦合放大電路一樣，它的各級放大電路的靜态工作點互相獨立，便于分析、設計和調試，而它的低頻特性差，不能放大變化級慢的信号，且笨重，更不能內建化，與前兩種耦合方式相比，其最大特點是可以實作阻抗變換，因而在分立元件功率放大電路中得到了廣泛應用
在實際系統中，負載電阻的數值往往很小，把它們接到直接耦合或阻容耦合的任何一種放大電路的輸出端，都将使其電壓放大倍數的數值變得很小，進而使負載上無法獲得大功率
采用變壓器耦合時，若忽略變壓器自身的損耗，則一次側損耗的功率等于二次側負載電阻所獲得的功率，即P1=P2,。設一次電流為I1(Ic)，二次電流為I2，将負載折合到一次側的等效電阻R'L，如下圖所示，則
I21R'L=I22RL，即
因為變壓器二次電流與一次電流之比等于一次線圈匝數N1與二次線圈匝數N2之比，是以
對于變壓器耦合放大電路，可得電壓放大倍數
根據所需的電壓放大倍數，可以選擇合适的匝數比，使負載電阻上獲得足夠大的電壓，并且當比對得當時，負載可以獲得足夠大的功率，在內建功率放大電路産生之前，幾乎所有的功率放大電路都采用變壓器耦合的形式，目前隻有在內建功率放大電路無法滿足需要的情況下，如需輸出特大功率，或實作高頻功率放大時，才考慮用分立元件構成變壓器耦合放大電路
四.光電耦合
光電耦合是以光信号為媒介來實作電信号的耦合和傳遞的
1.光電耦合器
光電耦合器是實作光電耦合的基本器件，它将發光元件(發光二極管)與光敏元件(光電三極管)互相絕緣地組合在一起，如圖a所示，發光元件為輸入回路，它能電能轉換成光能，光敏元件為輸出回路，它将光能再轉換成電能，實作了兩部分電路的電氣隔離，進而可有效地抑制電幹擾
在輸出回路常采用複用管(達林頓結構)形式以增大放大倍數
光電耦合器的傳輸特性如圖b所示，它描述當發光二極管的電流為一個常量ID時，集電極電流iC與管壓降uCE之間的函數關系，即
是以，與半導體的輸出特性一樣，也是一族曲線，當管壓降uCE足夠大時，幾乎僅決定于iD
與半導體的β相類似，在c-e之間電壓一定的情況下，iC的變化量與iD的變化量之比稱為傳輸比CTR
不過CTR的數值比β小得多，隻有0.1~1.5
2.光電耦合放大電路
如上圖所示為光電耦合放大電路，信号源部分可以是真實的信号源，也可以是前級放大電路
當動态信号為0時，輸入回路有靜态電流IDQ，輸出回路有靜态電流ICQ，進而确定出靜态管壓降UCEQ
有動态信号時，随着iD的變化，iC将産生線性變化，uCE也将産生相應的變化
由于傳輸比的數值較小，是以一般情況下，輸出電壓還需要進一步放大
多級放大電路的動态分析
一個N級放大電路的交流等效電路如上方框圖所示，放大電路中前級的輸出電壓就是後級的輸入電壓，即
是以，多級放大電路的電壓放大倍數為
，即
上式表明，多級放大電路的電壓放大倍數等于組成它的各級放大電路的電壓放大倍數之積
對于第一級到第(N-1)級，每一級的放大倍數均應該是以後級輸入電阻作為負載時的放大倍數
根據放大電路的輸入電阻的定義，多級放大電路的輸入電阻就是第一級的輸入電阻，即
Ri=Ri1
根據放大電路的輸出電阻的定義，多級放大電路的輸出電阻就是最後一級的輸出電阻，即
Ro=RoN
注意以下兩種情況：
1.當共集放大電路作為輸入級(即第一級)時，它的輸入電阻與其負載，即與第二級的輸入電阻有關
2.當共集放大電路作為輸出級(即最後一級)時，它的輸出電阻與其信号源内阻，即與倒數第二級的輸出電阻有關
當多級放大電路的輸出波形産生失真時，應首先确定是在哪一級先出現的失真，然後再判斷是産生了飽和失真還是截止失真，進而采用合适的方法消除這種失真