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晶體管放大電路的三種類型電路圖解

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2020年09月01日  

晶體管放大電路可以分為三類,共發(fā)射基,共基極,共集電極,三種電路用在幾種不同的情況下,并由于應(yīng)用情景的不同,做出了改進(jìn),出現(xiàn)基于這三種不同電路的變形電路,但是根本就在于這三種電路,


共基極電路用在高頻情況下的電壓放大。共集電極用在電壓跟隨,目的是減小輸出阻抗,提高輸出電流。而共發(fā)射極是最常用的放大電路,對電壓電流都有放大。


在三種電路的基礎(chǔ)上發(fā)展出了提高交流放大倍數(shù)的電路,即通過與re并聯(lián)一個(gè)電阻電容得到,由于基本的共集電極電路輸出交流能力有限(不能高于靜態(tài)工作點(diǎn)電流)發(fā)展出了推挽電路,但是因?yàn)闇囟扔绊懣蛰d電流,又發(fā)展出了改進(jìn)型的推挽電路,在大功率下要更大的電流放大,就發(fā)展出了達(dá)林頓結(jié)構(gòu),由于共基極輸出阻抗較大,為了減小阻抗發(fā)展出了共基極+射極跟隨的結(jié)構(gòu)。還有更多,但是基礎(chǔ)就是這三種電路。


第一種:共發(fā)射極電路。


設(shè)計(jì)這個(gè)電路的步驟為:確定電源電壓,選擇晶體管,確定靜態(tài)電流,確定re,確定rc,確定流過偏置電阻的電流,確定基極偏置電壓,確定基極偏執(zhí)電阻,確定輸入輸出和電源部分的電容,我認(rèn)為其中最重要的就是確定靜態(tài)電流,靜態(tài)電流確定了基本就都確定了,這里邊有個(gè)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)值就是ve一般是2v左右。還有就是流過偏置電阻的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基極電流(10倍以上就可以)。


有關(guān)這個(gè)電路的一些重要的結(jié)論有:輸入阻抗是兩個(gè)偏置電阻的并聯(lián)值,輸出阻抗是rc,電壓放大倍數(shù)Av=rc/re,在不改變靜態(tài)偏置電路的同時(shí)想提高電壓放大倍數(shù)的話,可以在re旁邊并聯(lián)電阻電容。


第二種:射極跟隨電路


射極跟隨電路輸出的電壓總是與輸入電壓幅度相同,但是電流會放大,由于靜態(tài)工作電流ie是一個(gè)定值,當(dāng)輸入交流電流等于ie后不能再新增,導(dǎo)致輸出電壓有限,最大只能是ie*rl//re的值,這樣會出現(xiàn)電壓失真的現(xiàn)象,于是出現(xiàn)了推挽電路。注:此電路的輸出阻抗是0;


這個(gè)推挽電路是在簡單推挽電路上逐步發(fā)展起來的,tr1是為了防止熱擊穿的,并且tr1的集電極和發(fā)射極之間總是供應(yīng)2*be的壓差,這樣的波形不會有錯(cuò)位。后邊的R是調(diào)節(jié)空載電流的。


將一般放大電路與射極跟隨器結(jié)合做的一個(gè)電路如下


第三種:共基極電路


共基極電路重要應(yīng)用于高頻電壓放大,基極交流接地,靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算方法與共發(fā)射極類似,電壓放大倍數(shù)依然是rc/re,高頻性能好的原因如下。


繼續(xù)


沃爾曼電路是在共基極電路的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的,因?yàn)楣不鶚O電路雖然高頻特性比較好,但是輸入阻抗不大,為了克服這個(gè)缺點(diǎn),得到了沃爾曼電路


沃爾曼電路關(guān)鍵在于vc2的分析,vc2這一點(diǎn)很特殊,電壓恒定,交流電壓為0,但是交流電流不為0,相當(dāng)于交流地。其放大倍數(shù)為rc/re的值,其輸入阻抗為r1//r2的值,其輸出阻抗為rc,發(fā)現(xiàn)輸出阻抗還是大,怎么辦?加一個(gè)射極跟隨電路就可以了。在確定靜態(tài)工作點(diǎn)的時(shí)候vc2的電壓取多少也是個(gè)問題,可以根據(jù)查找到的cob與vcb之間的關(guān)系得到vcb取1v以上cob的值比較小,雖然這個(gè)電路的頻率特性跟第一個(gè)晶體管的cob沒關(guān)系,但是書的作者還是取了1v以上。那么vc2就要取2+0.6+1=3.6v以上,書上取的5v。


有關(guān)tr1部分的頻率特性的理解,下面這個(gè)圖能夠說明


那么,由此圖可知,沃爾曼電路的頻率特性取決于第二個(gè)晶體管,而非第一個(gè),第一個(gè)不管取什么頻率的晶體管都沒關(guān)系。


負(fù)反饋放大電路


負(fù)反饋放大電路是為了得到更高的放大倍數(shù)而出現(xiàn)的電路,但是更高的放大倍數(shù)意味著更大的噪聲和更差的頻率特性,如何防止?就是負(fù)反饋放大電路。


負(fù)反饋放大電路是一個(gè)npn加一個(gè)pnp,為何采取這樣的結(jié)構(gòu)?在這個(gè)電路中tr1因?yàn)槭盏椒答伒木壒剩娏骱苄。鬟^rs的電流基本就是反饋電流,那么流過r2的電流也是非常小的,壓降很小,tr1的集電極電壓很高,假如后面跟一個(gè)npn管,那么留給集電極的電壓空間就很小,容易失真。流過tr1的電流通過后級放大,依然放大為vo輸出,整個(gè)過程原來電路的放大用途沒有被改變,tr1的電流等效于在去掉反饋后外加一個(gè)電源vs‘的效果,那么這樣就可以算出來tr1的電流是多少,在反饋情況下tr1的電流加上反饋電流等于流過rs的電流,而流過rs的電流等于真正的輸入電壓vs除以rs,反饋電流等于vo-vs/rf,那么可以根據(jù)這三個(gè)式子列個(gè)等式算出來反饋后的放大倍數(shù)和原始放大倍數(shù)之間的關(guān)系和與rf與rs的關(guān)系。關(guān)系如下


鈴木雅臣著


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