晶体管放大电路原理,详细分析三极管放大电路基本工作原理
一、放大器电路的组成及各部件的功能
Rb和Rc:提供合适的偏置——发射极结的正向偏置和集电极结的反向偏置。C1、C2是一个DC阻塞(耦合)电容器,它对交流是DC阻塞的。
共发射极放大器电路
Vs,Rs:信号源电压和内阻;RL:负载电阻,将集电极电流ic的变化转化为集电极和发射极之间电压VCE的变化。
二、放大电路的基本工作原理
静态(Vi=0,假设工作在放大状态)分析又称DC分析,应采用DC路径(开路电容)计算三极管的电流和极间电压。
基极电流:IB=IBQ=(VCC-VBEQ)/Rb集电极电流:IC=ICQ=IBQ集电极-发射极电压:VCE=VCEQ=VCC-ICQRc动态(vi0)分析;
放大电路的放大功能是利用三极管的电流控制功能来实现的,三极管本质上是一个能量转换器。
三、组成放大电路的基本原理
放大电路必须有合适的静态工作点:DC电源的极性要与三极管的类型相匹配,电阻的设置要与电源相匹配,保证器件工作在放大区。输入信号可以有效地加到放大器的输入端,使三极管输入端的电流或电压随输入信号成比例变化,三极管放大的输出信号(如ic=*ib)要有效地转换成负载上的输出电压信号。
电压传递特性和静态工作点
一、单管放大电路的电压传输特性
图形分析方法:
输出环路方程:
输出特性曲线:
AB段:截止区,对应于输出特性曲线中IB<0的部分。
BCDEFG片段:扩增区
GHI部分:饱和区
对于放大应用:点Q应放在E(放大区域的中心)。如果Q点设置在C点,容易造成负载停止失真。如果把q点设置在f,容易造成饱和失真。
用于开关控制场合:工作在截止区和饱和区。二、单管放大电路静态工作点(公式法计算)
单电源固定偏置电路:选择合适的Rb和Rc,使电路工作在放大状态。
工作点稳定的偏置电路:这种方法是近似估计法。
分压偏置电路:
稳定工作点的另一种解释:温度TICIEVE(=IERe)(VB固定不变),则IC IB VBE (=VB-VE)。
在静态下,温度上升会导致ic增加。因为基极电位VB基本固定,电流增加通过Re产生负反馈,迫使IC自动下降,保持Q点稳定。Re越大,负反馈越强,稳定性越好。
但如果Re过大,输出的动态范围(VCE)变小,容易造成失真。Rb1、 rb2 RB2越小,VB越稳定。但是,如果它们太小,放大能力就会降低。在工程设计中,应综合考虑电阻值的影响。
经验公式:i1=(5 ~ 10) ibq,VEQ=IEQRe=0.2VCC(或veq=1 ~ 3v)。
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