三极管共射放大电路技术原理-综合

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共射放大电路既能放大电流又能放大电压,输入与输出反相;输出电阻较大,频带较窄。常作为低频电压放大电路的单元电路。

1 三极管输入输出特性

  • 饱和区的原因解释:实际上,饱和区(saturation area)的主要原因是Uce太小,无法把发射到b区的电子吸引到c区,导致电子在b区大量集结饱和saturation这个词指的是b区电子饱和了,而不是ic电流饱和了,关于这点建议查阅IEEE原始论文。 image.png

2 三极管集电极电阻作用

  • Rc如果没有的话,虽然电流在变,电压却没有变化,如果检测C点,电压一直是12V,得不到变化的电压信号
  • 通过Rc压降的变化,比如不断增加基极电流,Ic不断增加,VR电压不断增加,使得C点电压不断降低(Vcc-Ic*Rc),最终使得三极管集电极C点接近基极电压时,此时三极管进入临界饱和状态,如果没有Rc压降的变化,C点永远都是12V image.png

3 三极管共射放大电路

  • 负载一般接在集电极,因为放在发射极,容易导致三极管截止
  • RB选择一般要大
  • 把交流和直流信号分割开,交流信号承载信息,所以主要放大交流信号
  • 耦合电容作用是隔直通交,隔的直 image.png
  • 通过在发射极和基极并联电压,来抬高共射放大电路开启电压 image.png

4 共射放大电路静态工作点(直流等效

  • C点电压不断超过12V,情况2是不合理的 image.png

5 固定偏流(共射放大电路交流特性

  • 固定偏流放大电路会出现静态工作点偏移问题(温漂:受温度影响,静态工作点会偏移image.png

6 分压偏置(共射放大电路交流特性

6.1 分压偏置

  • 分压偏置放大电路又叫工作点稳定电路,是对固定偏流放大电路的改进,因为固定偏流放大电路会出现静态工作点偏移问题(温漂:受温度影响,静态工作点会偏移
  • 虚断假设I1=I2+I(BQ),因为I(BQ)非常小,认为通过电阻合理取值,使得I(BQ)<<I2,近似认为I1≈I2(这种现象可以认为虚断:流入电流很小,认为假的断开)。电压VCC只通过电阻R(B2)和R(B1)进行分压。当认为虚断时,忽略I(BQ),基极电压Ub可以认为就是电阻R(B2)的电压。所以基极电压只和两个电阻有关,和温度没有关系,不受温度响 image.png

6.2 负反馈分析

  • 温度如果上升,集电极I(C)电流增加,发射极电流增加,发射极电压增加,又因为发射极下边接地,所以发射极的压降增加。又因为U(B)电压不变(UB电压只和两个电阻有关),又因为,U(B)=Ube+Ue,当发射极电压抬高,基极电压不变,三极管压降就会降低,所以Ibe就会降低,因为I(c)=βIbe,所以I(C)减小!!!!!!!!!

6.3 发射极电阻作用

  • 起到反馈作用,将集电极电流的(增大)变化转为电压的(增大)变化,从而抬高发射极压降,引起基极电流减小,从而引起集电极电流的减小。

6.4 R(B2)电阻作用

  • 如果没有R(B2),只有R(B1)、R(C)、R(E),这三个电阻都是不变的,好家伙都不变,还怎么负反馈??当发射极压降升高,基极电流还怎么变啊,基极电流之所以变化,就是因为R(B2)的分流啊
  • R(B2)电阻也可以用其他东西代替作用,比如左图的稳压管和(右图的二极管+电阻)
  • 利用稳压管温度升高电流增大的特性,利用二极管温度升高伏安特性曲线左移的特点(当温度升高,曲线左移,相同电压下,温度高的需要的电流就大,所以也是相当于:当温度上升时,R(B2)电流增大,流向基极电流减小,起到分流作用

7 三极管射极电阻到底如何影响输入回路

  • 静态工作点特性:之所以实现静态工作点稳定,主要是Re反馈电阻的作用,而Re既不能太小(反馈作用不够),也不能太大(影响正常电路作用:因为Rc下边流过Re,所以必然会影响总的功耗(一般调节静态工作点主要调节Rb1,微调节Rb2,Rb1比Rb2选择更大) image.png

8 共射放大电路的旁路电容

  • 交流特性情况下,Re被短路
  • 加入旁路电容时,输入阻抗变小了,因为没有Re了
  • 当输入电流Ib=0,βIb=Ic=0,所以Rc左边的导线全部断路了!!!根本轮不到下边Re起作用啊!!!
  • 因为有旁路电容,直接将Re断路了,所以Au=-βRc/rbe,可以看出,里边有三极管放大倍数β,而三极管受温度影比较大,即加入旁路电路,使得电压放大倍数受温度影响而变得不稳定,这是旁路电容的缺点
  • 一般都是要加的。如果不加,输入阻抗会大幅度增加,虽然电压驱动电路输入阻抗大是好事,但是在这个电路中输入阻抗增大会使放大倍数减小。空载放大倍数接近RC/RE,如果RE太大,不但不会放大,还会衰减 image.png