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晶体管单管放年夜电路的三种根本接法
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晶体管单管放年夜电路的三种根本接法
发布者admin来源:未知发布时间:2019-03-14 15:21

2.4 晶体管单管放年夜电路的三种根本接法

经由过程对单管共射放年夜电路的分析和计算,使得放年夜电路的构成原则更明白和具体了.放年夜的关键是发挥晶体管的控制造用.在共射电路中,晶体管的b-e为输入端,c-e为输出端,应用iB对iC的控制造用,实现了电流放年夜和电压放年夜.有没有其他的控制关系呢?比如,能不克不及用iB去控制iE?用iE去控制iC?用iC去控制iE?在实现这些控制的过程中,电路能不克不及获得功率的放年夜?我们先把这几种电流控制关系的示意图表示鄙人图中,以便分析和比较.图a是iB对iC的控制,是以e极为公共端,这就是前面介绍过的共射接法;图b是iB对iE的控制,以c极为公共端,称为共集接法;图c和图d是共基接法.下面我们分别分析后两种接法构成的放年夜电路.

2.4.1 共集放年夜电路

一.电路的构成

如前所述,电路要能放年夜,晶体管应工作在放年夜区,即UBE>0,UBC<0,所以电源和电阻的设置要知足这些前提.其根本电路如图所示.VBB和Rb及Re相合营,给晶体管设置合适的基极电流;VCC供给了晶体管的集电极电流和输出电流.交换旌旗灯号ui从基极输入,产生变更的基极电流iB,再经由过程晶体管获得了放年夜了的iE,而变更的iE流过电阻Re获得了变更的电压,从发射极输出.对于交换旌旗灯号来说,集电极是公共端,所所以共集放年夜电路.

二. 静态工作点的计算

我们介绍用等效电路的办法来计算电路的静态工作点.我们先画出原电路的直流畅路,如图所示,然后再将晶体管用简化直流模型代替,获得如图所示的等效电路.

根据图可以列出方程求解.

输入回路 VBB=IBQ*Rb+Uon+IEQ*Re=IBQ*Rb+Uon+(1+贝塔)*IBQ*Re

IBQ=(VBB-Uon)/(Rb+(1+贝塔)*Re)

输出回路 ICQ=贝塔*IBQ

UCEQ=VCC-IEQ*Re约=VCC-ICQ*Re

如许就很便利地求出静态工作点的数值.

三. 交换机能的计算

如图为原电路的交换通路,图b是将图a的样子变了一下,使之成为共集的情势.图c是将图b中的晶体管用如图所示的简化h参数模型代替后的等效电路.根据如图所示的等效电路可算出Au

Au=Uo/Ui=(Ie*Re)/(Ib*(Rb+rbe)+Ie*Re)=(1+贝塔)*Ib*Re/(Ib*(Rb+rbe)+(1+贝塔)*Ib*Re)

=(1+贝塔)*Re/(Rb+rbe+(1+贝塔)*Re)

我们发明:(1)Au是正值.这解释Uo和Ui是同相的;(2)Au是小于1的,但在(1+贝塔)*Re比(Rb+rbe)年夜得多的情况下,Au将接近于1.固然Au略小于1,但它的输出电流Ie比输入电流Ib要年夜很多,是以这个电路仍有功率放年夜感化因为它的Uo近似等于Ui,二者同相,又因为是从发射极输出,所以也被称为射极输出电路,或称为射极跟随器.它的电压传输特点读者可自行画出.电路的输入电阻Ri是

Ri=Ui/Ii=Ui/Ib=(Ib*(Rb+rbe)+(1+贝塔)*Ib*Re)/Ib

Ri=Rb+rbe+(1+贝塔)*Re

可见共集电路的输入电阻与共射根本电路的输入电阻比拟要年夜得多.输出电阻Ro的计算办法同共射放年夜电路.我们令Ui=0,在输出端加电压Uo,经由过程Io来求Ro.此时的等效电路如图所示.从图中可以看到输出电阻Ro可以算作是Re和Ro'的并联.个中Ro'是从Re左边向左看进去的等效电阻.

Ro'=Uo/(-Ie)=Uo/(-(1+贝塔)*Ib)

因为Uo是接在e-c之间的,Rb+rbe也是接在e-c之间,且流过的电流是Ib,按所设正偏向Uo=-(Rb+rbe)*Ib,故

Ro'=(1/(1+贝塔))*(Uo/-Ib)=(1/(1+贝塔))*(Rb+rbe)

是以

Ro=Re//(Rb+rbe)/(1+贝塔)

从上式可以看出,因为发射极和基极之间有接洽,Ro不是等于Re而是Re和(Rb+rbe)/(1+贝塔)的并联.当Rb,rbe都比较小而贝塔比较年夜时,Ro'将要比Re小得多.

例2-6 如图所示电路中,VBB=7.2v,VCC=12v,Rb=22k,Re=5k,晶体管的rbb'=100,贝塔=50.试计算Q点及Au,Ri和Ro.

解:由前式可得 IBQ=(7.2-0.7)/(22+(50+1)*5)约=0.024mA

ICQ=1.2mA,UCEQ=VCC-IEQ*Re约=6v

rbe=rbb'+(1+贝塔)*UT/IEQ约=1.2k

Au=(1+贝塔)*Re/(Rb+rbe+(1+贝塔)*Re)=0.92

Ri=Rb+rbe+(1+贝塔)*Re=278.2k

Ro=Re||(Rb+rbe)/(1+贝塔)=410.

因为共集放年夜电路的输入电阻年夜,输出电阻小,所以常用来实现阻抗的转换.输入电阻年夜,可使流过旌旗灯号的电流减小;输出电阻小,即带负载才能强;故常用于多级放年夜电路的输入级和输出级.

2.4.2 共基放年夜电路

以共基接法构成的放年夜电路称为共基放年夜电路.电路构成原则如前,分析计算办法也如前,故在这里只做简单的介绍.根本放年夜电路如图所示.VEE,VCC的极性包管晶体管处于放年夜状况,Re是旌旗灯号回路的电阻.静态工作点可应用直流模型及直流等效电路来计算,这里不再解释,重要介绍交换机能的计算.交换通路和h参数等效电路如图所示.根据图可得

Au=Uo/Ui=-贝塔*Ib*Rc/-(Ib*rbe+Io*Re)=贝塔*Re/(rbe+(1+贝塔)*Re)

Ri=Ui/Ii=Ui/-Ie=(-Ie*Re-Ib*rbe)/-Ie=Re+rbe/(1+贝塔)

Ro=Rc||Ro' ,而Ro'=Uo/贝塔*Ib |Ui=0 = 无穷年夜. 是以

Ro=Rc

例2-7 电路如图所示.设Re=1k,Rc=5k,晶体管的贝塔=50,rbe=1.2k.试计算Au,Ri和Ro的值.

解: 应用前式可求出

Au=贝塔*Rc/(rbe+(1+贝塔)*Re)=4.8

Ri=Re+rbe/(1+贝塔)=1k

Ro=Rc=5k

根据上面的计算,共基电路有这几个特点:(1)当Re=0时,电压放年夜倍数和共射放年夜电路Rb=0时雷同(绝对值均为 贝塔*Rc/rbe),并且是正值,注解输出与输入旌旗灯号同相.(2)输入电阻比共射电路的小.(3)输出电阻与共射电路一样.共基电路还有一个长处,它的频率响应好,在请求频率特点高的场合多采取共基电路.在如图所示的电路中,若与前图比拟较,可见发射极和集电极是对调了.除了极个其余晶体管具有发射结和集电结对称的特点,是以可以实现正常的放年夜感化外,一般的晶体管在这种情况下,它的贝塔值很小,故放年夜感化很小甚至不克不及放年夜.至于别的以基极作为旌旗灯号输出端的接法,因为得不到电流放年夜所以不被采取.

2.4.3 三种接法的比较

应用晶体管的三种接法可以构成三种根本的放年夜电路.它们的重要特点及应用年夜致归纳如下:

1. 共射电路具有较年夜的电压放年夜倍数和电流放年夜倍数,同时输入电阻和输出电阻适中.所以,在一般对输入电阻,输出电阻和频率响应没有特别请求的处所,常被采取.例如低频电压放年夜电路的输入级,中心级或输出级.

2. 共集电路的特点是:输入电阻在三种根本电路中最年夜;输出电阻则最小;电压放年夜倍数是接近于1而小于1的正数,具有电压跟随的性质.因为具有这些特点,故应用很广泛.常用于放年夜电路的输入级,也常用于电路的功率输出级.

3. 共基电路的重要特点是输入电阻小,放年夜倍数和共射电路差不多,频率特点好.常用于宽频放年夜器.

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