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三极管的三种放大电路解析,放大电路的三种组态比较

2017年05月02日 16:31 网络整理 作者: 用户评论(0

  放大电路在放大信号时,总有两个电极作为信号的输入端,同时也应有两个电极作为输出端。根据半导体三极管三个电极与输入、输出端子的连接方式,可归纳为三种:共发射极电路、共基极电路以及共集电极电路。图15-8 所示就是这三种电路的接法。

  三极管的三种放大电路解析,放大电路的三种组态比较

  这三种电路的共同特点是,它们各有两个回路,其中一个是输入回路,另一个是输出回路,并且这两个回路有一个公共端,而公共端是对交流信号而言的。它们的区别在于:共发射极电路管子的发射极是公共端,信号从基极与发射极之间输入,而从集电极和发射极之间输出;共基极电路则以基极作为输入、输出端的公共端;共集电极电路则以集电极作为输入、输出的共公端,因为它的输出信号是从发射极引出的。所以又把共集电极放大电路称为 射极输出器。

  在晶体三极管放大电路中,由于它与外部电源电压、信号电源及元件的组合不同,所以它的工作特性也不同。按照输入电路与输出电路的交流信号公共端的不同,可分为共基极、共发射极、共集电极三种基本放大电路。以下是晶体三极管基本放大电路的性能比较表:

  三极管的三种放大电路解析,放大电路的三种组态比较

  三极管的三种放大电路:

  共基极放大电路

  共基极的放大电路,如图1所示,

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  图1 共基极放大电路

  主要应用在高频放大或振荡电路,其低输入阻抗及高输出阻抗的特性也可作阻抗匹配用。电路特性归纳如下:

  输入端(EB之间)为正向偏压,因此输入阻抗低(约20~200 )

  输出端(CB之间)为反向偏压,因此输出阻抗高(约100k~1M )。

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  电流增益:

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  虽然AI小于1,但是RL / Ri很大,因此电压增益相当高。

  功率增益:

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  由于AI小于1,所以功率增益不大。

  共发射极放大电路

  共发射极的放大电路,如图2所示。

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  图2  共发射极放大电路

  因具有电流与电压放大增益,所以广泛应用在放大器电路。其电路特性归纳如下:

  输入与输出阻抗中等(Ri约1k~5k ;RO约50k)。

  电流增益:

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  电压增益:

  三极管的三种放大电路解析,放大电路的三种组态比较

  负号表示输出信号与输入信号反相(相位差180°)。

  功率增益:

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  功率增益在三种接法中最大。

  共集电极放大电路

  共集电极放大电路,如图3所示,

  三极管的三种放大电路解析,放大电路的三种组态比较

  图3  共集电极放大电路

  高输入阻抗及低输出阻抗的特性可作阻抗匹配用,以改善电压信号的负载效应。其电路特性归纳如下:

  输入阻抗高(Ri约20 k );输出阻抗低(RO约20 )。

  电流增益:

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  电压增益:

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  电压增益等于1,表示射极的输出信号追随着基极的输入信号,所以共集极放大器又称为射极随耦器(emitter follower)。功率增益Ap = AI &TImes; Av≈β ,功率增益低。

  三极管三种放大电路特性比较

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  共发射极放大电路偏压

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  图4 自给偏压方式

  又称为基极偏压电路,最简单的偏压电路,稳定性差,容易受β值的变动影响,温度每升高10℃时,逆向饱和电流ICO增加一倍。温度每升高1℃时,基射电压VBE减少2.5mV ,β随温度升高而增加(影响最大) 。

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  图5 带电流反馈的基极偏压方式

  三极管发射极加上电流反馈电阻,特性有所改善,但还是不太稳定。

  三极管的三种放大电路解析,放大电路的三种组态比较

  图6 分压式偏置电路

  此为标准低频信号放大原理图电路,其R1(下拉电阻)及R2为三极管偏压电阻,为三极管基极提供必要偏置电流,R3为负载电阻,R4为电流反馈电阻(改善特性),C3为旁路电容,C1及C3为三极管输入及输出隔直流电容(直流电受到阻碍),信号放大值则为R3/R4倍数。设计上注意: 三极管Ft值需高于信号放大值与工作频率相乘积,选择适当三极管集电极偏压、以避免大信号上下顶部失真,注意C1及C3的容量大小对低频信号(尤其是脉波)有影响。在R4并联一个C2,放大倍数就会变大。而在交流时C2将R4短路。

  放大电路的三种组态比较:

  放大电路的三种组态如何判别,怎么做三种组态比较,放大电路的三种组态有什么特点和用途。

  1、三种组态的判别

  以输入、输出信号的位置为判断依据:

  信号由基极输入,集电极输出——共射极放大电路

  信号由基极输入,发射极输出——共集电极放大电路

  信号由发射极输入,集电极输出——共基极电路

  三极管的三种放大电路解析,放大电路的三种组态比较

  2、三种组态的比较

  三极管的三种放大电路解析,放大电路的三种组态比较

  3、三种组态的特点及用途

  共射极放大电路:

  电压和电流增益都大于1,输入电阻在三种组态中居中,输出电阻与集电极电阻有很大关系。适用于低频情况下,作多级放大电路的中间级。

  共集电极放大电路:

  只有电流放大作用,没有电压放大,有电压跟随作用。在三种组态中,输入电阻最高,输出电阻最小,频率特性好。可用于输入级、输出级或缓冲级。

  共基极放大电路:

  只有电压放大作用,没有电流放大,有电流跟随作用,输入电阻小,输出电阻与集电极电阻有关。高频特性较好,常用于高频或宽频带低输入阻抗的场合,模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。

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( 发表人:王增涛 )

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