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晶體管放大電路的三種類型電路圖解

鉅大LARGE  |  點擊量:66次  |  2020年09月01日  

摘要
晶體管放大電路可以分為三類,共發射基,共基極,共集電極,三種電路用在幾種不同的情況下,并由于應用情景的不同,做出了改進,出現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

晶體管放大電路可以分為三類,共發射基,共基極,共集電極,三種電路用在幾種不同的情況下,并由于應用情景的不同,做出了改進,出現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。


在三種電路的基礎上發展出了提高交流放大倍數的電路,即通過與re并聯一個電阻電容得到,由于基本的共集電極電路輸出交流能力有限(不能高于靜態工作點電流)發展出了推挽電路,但是因為溫度影響空載電流,又發展出了改進型的推挽電路,在大功率下要更大的電流放大,就發展出了達林頓結構,由于共基極輸出阻抗較大,為了減小阻抗發展出了共基極+射極跟隨的結構。還有更多,但是基礎就是這三種電路。


第一種:共發射極電路。


設計這個電路的步驟為:確定電源電壓,選擇晶體管,確定靜態電流,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,確定基極偏執電阻,確定輸入輸出和電源部分的電容,我認為其中最重要的就是確定靜態電流,靜態電流確定了基本就都確定了,這里邊有個相關經驗值就是ve一般是2v左右。還有就是流過偏置電阻的電流遠遠大于基極電流(10倍以上就可以)。


有關這個電路的一些重要的結論有:輸入阻抗是兩個偏置電阻的并聯值,輸出阻抗是rc,電壓放大倍數Av=rc/re,在不改變靜態偏置電路的同時想提高電壓放大倍數的話,可以在re旁邊并聯電阻電容。


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,由于靜態工作電流ie是一個定值,當輸入交流電流等于ie后不能再新增,導致輸出電壓有限,最大只能是ie*rl//re的值,這樣會出現電壓失真的現象,于是出現了推挽電路。注:此電路的輸出阻抗是0;


這個推挽電路是在簡單推挽電路上逐步發展起來的,tr1是為了防止熱擊穿的,并且tr1的集電極和發射極之間總是供應2*be的壓差,這樣的波形不會有錯位。后邊的R是調節空載電流的。


將一般放大電路與射極跟隨器結合做的一個電路如下


第三種:共基極電路


共基極電路重要應用于高頻電壓放大,基極交流接地,靜態工作點計算方法與共發射極類似,電壓放大倍數依然是rc/re,高頻性能好的原因如下。


繼續


沃爾曼電路是在共基極電路的基礎上發展出來的,因為共基極電路雖然高頻特性比較好,但是輸入阻抗不大,為了克服這個缺點,得到了沃爾曼電路


沃爾曼電路關鍵在于vc2的分析,vc2這一點很特殊,電壓恒定,交流電壓為0,但是交流電流不為0,相當于交流地。其放大倍數為rc/re的值,其輸入阻抗為r1//r2的值,其輸出阻抗為rc,發現輸出阻抗還是大,怎么辦?加一個射極跟隨電路就可以了。在確定靜態工作點的時候vc2的電壓取多少也是個問題,可以根據查找到的cob與vcb之間的關系得到vcb取1v以上cob的值比較小,雖然這個電路的頻率特性跟第一個晶體管的cob沒關系,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tr1部分的頻率特性的理解,下面這個圖能夠說明


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


負反饋放大電路


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


負反饋放大電路是一個npn加一個pnp,為何采取這樣的結構?在這個電路中tr1因為收到反饋的緣故,電流很小,流過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,那么可以根據這三個式子列個等式算出來反饋后的放大倍數和原始放大倍數之間的關系和與rf與rs的關系。關系如下


鈴木雅臣著


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