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三極管的三種放大電路解析,放大電路的三種組態比較

2017年05月02日 16:31 網絡整理 作者: 用戶評論(0

  放大電路在放大信號時,總有兩個電極作為信號的輸入端,同時也應有兩個電極作為輸出端。根據半導體三極管三個電極與輸入、輸出端子的連接方式,可歸納為三種:共發射極電路、共基極電路以及共集電極電路。圖15-8 所示就是這三種電路的接法。

  三極管的三種放大電路解析,放大電路的三種組態比較

  這三種電路的共同特點是,它們各有兩個回路,其中一個是輸入回路,另一個是輸出回路,并且這兩個回路有一個公共端,而公共端是對交流信號而言的。它們的區別在于:共發射極電路管子的發射極是公共端,信號從基極與發射極之間輸入,而從集電極和發射極之間輸出;共基極電路則以基極作為輸入、輸出端的公共端;共集電極電路則以集電極作為輸入、輸出的共公端,因為它的輸出信號是從發射極引出的。所以又把共集電極放大電路稱為 射極輸出器。

  在晶體三極管放大電路中,由于它與外部電源電壓、信號電源及元件的組合不同,所以它的工作特性也不同。按照輸入電路與輸出電路的交流信號公共端的不同,可分為共基極、共發射極、共集電極三種基本放大電路。以下是晶體三極管基本放大電路的性能比較表:

  三極管的三種放大電路解析,放大電路的三種組態比較

  三極管的三種放大電路:

  共基極放大電路

  共基極的放大電路,如圖1所示,

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  圖1 共基極放大電路

  主要應用在高頻放大或振蕩電路,其低輸入阻抗及高輸出阻抗的特性也可作阻抗匹配用。電路特性歸納如下:

  輸入端(EB之間)為正向偏壓,因此輸入阻抗低(約20~200 )

  輸出端(CB之間)為反向偏壓,因此輸出阻抗高(約100k~1M )。

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  電流增益:

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  雖然AI小于1,但是RL / Ri很大,因此電壓增益相當高。

  功率增益:

  三極管的三種放大電路解析,放大電路的三種組態比較

  由于AI小于1,所以功率增益不大。

  共發射極放大電路

  共發射極的放大電路,如圖2所示。

  三極管的三種放大電路解析,放大電路的三種組態比較

  圖2  共發射極放大電路

  因具有電流與電壓放大增益,所以廣泛應用在放大器電路。其電路特性歸納如下:

  輸入與輸出阻抗中等(Ri約1k~5k ;RO約50k)。

  電流增益:

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  電壓增益:

  三極管的三種放大電路解析,放大電路的三種組態比較

  負號表示輸出信號與輸入信號反相(相位差180°)。

  功率增益:

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  功率增益在三種接法中最大。

  共集電極放大電路

  共集電極放大電路,如圖3所示,

  三極管的三種放大電路解析,放大電路的三種組態比較

  圖3  共集電極放大電路

  高輸入阻抗及低輸出阻抗的特性可作阻抗匹配用,以改善電壓信號的負載效應。其電路特性歸納如下:

  輸入阻抗高(Ri約20 k );輸出阻抗低(RO約20 )。

  電流增益:

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  電壓增益:

  三極管的三種放大電路解析,放大電路的三種組態比較

  電壓增益等于1,表示射極的輸出信號追隨著基極的輸入信號,所以共集極放大器又稱為射極隨耦器(emitter follower)。功率增益Ap = AI × Av≈β ,功率增益低。

  三極管三種放大電路特性比較

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  共發射極放大電路偏壓

  三極管的三種放大電路解析,放大電路的三種組態比較

  圖4 自給偏壓方式

  又稱為基極偏壓電路,最簡單的偏壓電路,穩定性差,容易受β值的變動影響,溫度每升高10℃時,逆向飽和電流ICO增加一倍。溫度每升高1℃時,基射電壓VBE減少2.5mV ,β隨溫度升高而增加(影響最大) 。

  三極管的三種放大電路解析,放大電路的三種組態比較

  圖5 帶電流反饋的基極偏壓方式

  三極管發射極加上電流反饋電阻,特性有所改善,但還是不太穩定。

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  圖6 分壓式偏置電路

  此為標準低頻信號放大原理圖電路,其R1(下拉電阻)及R2為三極管偏壓電阻,為三極管基極提供必要偏置電流,R3為負載電阻,R4為電流反饋電阻(改善特性),C3為旁路電容,C1及C3為三極管輸入及輸出隔直流電容(直流電受到阻礙),信號放大值則為R3/R4倍數。設計上注意: 三極管Ft值需高于信號放大值與工作頻率相乘積,選擇適當三極管集電極偏壓、以避免大信號上下頂部失真,注意C1及C3的容量大小對低頻信號(尤其是脈波)有影響。在R4并聯一個C2,放大倍數就會變大。而在交流時C2將R4短路。

  放大電路的三種組態比較:

  放大電路的三種組態如何判別,怎么做三種組態比較,放大電路的三種組態有什么特點和用途。

  1、三種組態的判別

  以輸入、輸出信號的位置為判斷依據:

  信號由基極輸入,集電極輸出——共射極放大電路

  信號由基極輸入,發射極輸出——共集電極放大電路

  信號由發射極輸入,集電極輸出——共基極電路

  三極管的三種放大電路解析,放大電路的三種組態比較

  2、三種組態的比較

  三極管的三種放大電路解析,放大電路的三種組態比較

  3、三種組態的特點及用途

  共射極放大電路:

  電壓和電流增益都大于1,輸入電阻在三種組態中居中,輸出電阻與集電極電阻有很大關系。適用于低頻情況下,作多級放大電路的中間級。

  共集電極放大電路:

  只有電流放大作用,沒有電壓放大,有電壓跟隨作用。在三種組態中,輸入電阻最高,輸出電阻最小,頻率特性好??捎糜谳斎爰墶⑤敵黾壔蚓彌_級。

  共基極放大電路:

  只有電壓放大作用,沒有電流放大,有電流跟隨作用,輸入電阻小,輸出電阻與集電極電阻有關。高頻特性較好,常用于高頻或寬頻帶低輸入阻抗的場合,模擬集成電路中亦兼有電位移動的功能。

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( 發表人:王增濤 )

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