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晶体管放大电路的三种类型电路图解
晶体管放大电路的三种类型电路图解
  • 发布时间:2020-09-17 17:24

晶体管放大电路的三种类型电路图解

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晶体管放大电路可以分为三类,共发射基,共基极,共集电极,三种电路用在几种不同的情况下,并由于应用情景的不同,做出了改进,出现基于这三种不同电路的变形电路,但是根本就在于这三种电路,


共基极电路用在高频情况下的电压放大。共集电极用在电压跟随,目的是减小输出阻抗,提高输出电流。而共发射极是最常用的放大电路,对电压电流都有放大。


在三种电路的基础上发展出了提高交流放大倍数的电路,即通过与re并联一个电阻电容得到,由于基本的共集电极电路输出交流能力有限(不能高于静态工作点电流)发展出了推挽电路,但是因为温度影响空载电流,又发展出了改进型的推挽电路,在大功率下要更大的电流放大,就发展出了达林顿结构,由于共基极输出阻抗较大,为了减小阻抗发展出了共基极+射极跟随的结构。还有更多,但是基础就是这三种电路。


第一种:共发射极电路。


设计这个电路的步骤为:确定电源电压,选择晶体管,确定静态电流,确定re,确定rc,确定流过偏置电阻的电流,确定基极偏置电压,确定基极偏执电阻,确定输入输出和电源部分的电容,我认为其中最重要的就是确定静态电流,静态电流确定了基本就都确定了,这里边有个相关经验值就是ve一般是2v左右。还有就是流过偏置电阻的电流远远大于基极电流(10倍以上就可以)。


有关这个电路的一些重要的结论有:输入阻抗是两个偏置电阻的并联值,输出阻抗是rc,电压放大倍数Av=rc/re,在不改变静态偏置电路的同时想提高电压放大倍数的话,可以在re旁边并联电阻电容。


第二种:射极跟随电路


射极跟随电路输出的电压总是与输入电压幅度相同,但是电流会放大,由于静态工作电流ie是一个定值,当输入交流电流等于ie后不能再新增,导致输出电压有限,最大只能是ie*rl//re的值,这样会出现电压失真的现象,于是出现了推挽电路。注:此电路的输出阻抗是0;


这个推挽电路是在简单推挽电路上逐步发展起来的,tr1是为了防止热击穿的,并且tr1的集电极和发射极之间总是供应2*be的压差,这样的波形不会有错位。后边的R是调节空载电流的。


将一般放大电路与射极跟随器结合做的一个电路如下


第三种:共基极电路


共基极电路重要应用于高频电压放大,基极交流接地,静态工作点计算方法与共发射极类似,电压放大倍数依然是rc/re,高频性能好的原因如下。


继续


沃尔曼电路是在共基极电路的基础上发展出来的,因为共基极电路虽然高频特性比较好,但是输入阻抗不大,为了克服这个缺点,得到了沃尔曼电路


沃尔曼电路关键在于vc2的分析,vc2这一点很特殊,电压恒定,交流电压为0,但是交流电流不为0,相当于交流地。其放大倍数为rc/re的值,其输入阻抗为r1//r2的值,其输出阻抗为rc,发现输出阻抗还是大,怎么办?加一个射极跟随电路就可以了。在确定静态工作点的时候vc2的电压取多少也是个问题,可以根据查找到的cob与vcb之间的关系得到vcb取1v以上cob的值比较小,虽然这个电路的频率特性跟第一个晶体管的cob没关系,但是书的作者还是取了1v以上。那么vc2就要取2+0.6+1=3.6v以上,书上取的5v。


有关tr1部分的频率特性的理解,下面这个图能够说明


那么,由此图可知,沃尔曼电路的频率特性取决于第二个晶体管,而非第一个,第一个不管取什么频率的晶体管都没关系。


负反馈放大电路


负反馈放大电路是为了得到更高的放大倍数而出现的电路,但是更高的放大倍数意味着更大的噪声和更差的频率特性,如何防止?就是负反馈放大电路。


负反馈放大电路是一个npn加一个pnp,为何采取这样的结构?在这个电路中tr1因为收到反馈的缘故,电流很小,流过rs的电流基本就是反馈电流,那么流过r2的电流也是非常小的,压降很小,tr1的集电极电压很高,假如后面跟一个npn管,那么留给集电极的电压空间就很小,容易失真。流过tr1的电流通过后级放大,依然放大为vo输出,整个过程原来电路的放大用途没有被改变,tr1的电流等效于在去掉反馈后外加一个电源vs‘的效果,那么这样就可以算出来tr1的电流是多少,在反馈情况下tr1的电流加上反馈电流等于流过rs的电流,而流过rs的电流等于真正的输入电压vs除以rs,反馈电流等于vo-vs/rf,那么可以根据这三个式子列个等式算出来反馈后的放大倍数和原始放大倍数之间的关系和与rf与rs的关系。关系如下


铃木雅臣著


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