1. Khuếch đại nhiều tầng

Để thu được hệ số khuếch đại lớn, chúng ta nối hai hoặc nhiều tầng khuếch đại với nhau. Điều này có nghĩa là lối ra của tầng thứ nhất là lối vào của tầng thứ hai và cứ thế tiếp tục…

Hình 5-19a cho thấy một mạch khuếch đại gồm 2 tầng. Tín hiệu ra của tầng thứ nhất (đảo pha so với tín hiệu vào) được đưa vào tầng thứ hai. Trên tải RL chúng ta thu được tín hiệu cùng pha với tín hiệu lối vào nhưng đã được khuếch đại nhiều lần.
Hình 5-19b cho thấy mạch tương đương ac. Trở kháng collector ac của tầng thứ nhất là:
rc = RC // zin(stage)
Hệ số khuyếch đại của tầng thứ nhất bằng
A1 = (RC // zin(stage) )/ r’e
Hệ số khuyếch đại của tầng thứ hai bằng
A2 = (RC // RL)/ r’e
Hệ số khuyếch đại của toàn mạch bằng
A= A1.A2     (5-15)

2. Khuếch đại CE cải tiến

Hệ số khuếch đại thế A của mạch khuếch đại CE phụ thuộc vào dòng tĩnh, sự thay đổi của nhiệt độ và bản thân transistor.
Một phương pháp nhằm ổn định hệ số A là chèn một điện trở re trong mạch emitter như hình 5-20a.

Lưu ý rằng re không có tụ mắc song song. Khi dòng ie chảy qua mạch emitter sẽ tạo ra một thế ac trên re. Điều này tạo ra sự phản hồi âm để ổn định hệ số A. Chẳng hạn, nếu dòng collector ac tăng do nhiệt độ tăng thì thế trên re cũng sẽ tăng. Điều này làm giảm vbe và do đó giảm ib -> giảm ic. Quá trình này diễn ra theo chiều hướng ngược lại với sự tăng của dòng collector mà chúng ta gọi là sự phản hồi âm.
Hình 5-20b là sơ đồ tương đương của mạch hình 5-20a theo mô hình T.

Thế vào bằng:
vin = ie(re+r’e)
Hệ số khuyếch đại thế A trong trường hợp này bằng:
A = icrc / ie (re + r’e ) Xem rằng ie ≈ ic thì
A = rc / (re + r’e ) (5-16) Nếu re >> r’e thì (5-16) trở thành:
A = rc / re (5-17)
Đây là ví dụ về mạch khuếch đại CE cải tiến. Giá trị re lớn đã loại bỏ ảnh hưởng của r’e và làm cho A không phụ thuộc r’e.
Trở kháng vào của mạch khuếch đại CE cải tiến là zin(base) = vin / ib (5-18)
trong đó vin = ie(re + r’e)
do ie ≈ ic chúng ta nhận được:
zin(base) = vin / ib = (re + r’e) (5-19)
Nhận xét: mạch khuếch đại CE cải tiến có 3 ưu điểm:

• Hệ số A ổn định
• Tăng trở kháng vào
• Giảm sái dạng khi tín hiệu lớn (do A không phụ thuộc r’e)

3. Phản hồi hai tầng

Mạch khuếch đại CE cải tiến là ví dụ về khuếch đại phản hồi 1 tầng. Mục đích của mạch khuếch đại CE cải tiến là ổn định hệ số A, tăng trở kháng vào và giảm sái dạng khi tín hiệu lớn. Mạch khuyếch đại phản hồi qua 2 tầng có đặc trưng tốt hơn.

Hình 5-21 là mạch khuếch đại phản hồi 2 tầng. Tầng thứ nhất là mạch khuếch đại CE cải tiến. Tầng thứ hai là mạch khuếch đại CE thông thường. Tín hiệu lối ra của tầng khuếch đại thứ hai được phản hồi qua điện trở Rf (feedback) tới emitter của tầng thứ nhất. Do cầu chia thế, thế tại emitter của tầng thứ nhất so với đất bằng:

ve= (revout)/ (Rf +re)

Ý tưởng chính ở đây là: Giả sử do sự tăng nhiệt độ làm thế ra tăng. Vì một phần của thế ra được phản hồi lại emitter transistor thứ nhất nên làm giảm vbe của transistor thứ nhất. Kết quả là thế lối ra của transistor thứ nhất và vì vậy thế lối ra của transitor thứ hai cũng giảm theo. Ngược lại, nếu thế ra giảm thì sau quá trình phản hồi thế lối ra sẽ tăng. Mọi thay đổi trên lối ra đều bị phản hồi về lối vào và làm cho thế lối ra chỉ có thể thay đổi trong phạm vi nhất định.
Dễ dàng thấy rằng hệ số khuyếch đại của mạch phản hồi qua 2 tầng này bằng:
A= Rf / re +1 (5-20) Thường Rf / re >>1 nên (5-20)

trở thành A= Rf / re (5-21)

Ý nghĩa của (5-21) là ở chỗ: hệ số A chỉ phụ thuộc các điện trở trong mạng phản hồi Rf và re mà không phụ thuộc các yếu tố khác.