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一文讲透三极管放大电路的分类及原理

时间:2022-06-27 16:00:00

三极管单级放大电路是电子电路中应用最广泛的单元电路。三极管单级放大电路包括共基极放大器、共发射极放大器和共集电极放大器 3 。

区分 3 放大器最简单的方法是检查放大管的交流接地引脚,以确认放大器的类型。例如,如果放大管的发射极交流接地,则放大器为共发射极放大器。

共发射极大放大电路

共发射极放大器是应用最广泛的放大器。所谓共发射极放大器,就是靠发射极完成信号输入和信号输出的放大器。图 3-1 是典型的共发射极放大器。在放大器中,VT 是放大管,C1 输入信号耦合电容,C二 输出信号耦合电容,R1、R2 是 VT 基极直流偏置电阻,R3 是 VT 集电极负载电阻,VCC 是电压,Ui 是输入信号,Uo 是输出信号。

一文讲透三极管放大电路的分类及原理

1)直流偏置

电压 VCC 通过 R1、R2 分压后,加到 VT 基极为基极提供直流偏置电压, 基极电压Ub≈VCCR2/(R1 R2)。流过 R1 电流分两条路到地:一路通过 R2 到地,另一路通过 VT 发射极到地。

2)信号放大过程

输入信号 Ui 经 C1 耦合到 VT 的基极,使 VT 基极电流 Ib 随 Ui 变化和变化,导致 VT 集电极电流 Ic 随之变化,变化量为βIb。Ic 在 R3 两端变化的压降 U3,而 VCC 减去 U3 就是 VT 集电极电压 Uc。因此,Uc 与 Ui 相位相反,即放大器属于倒相放大器。Uc 经 C2 耦合后获得交流输出信号Uo。

提示:通过以上分析,共发射极放大器不仅具有电流放大功能,还具有电压放大功能。

共集电极放大电路

共集电极放大器也是一种应用广泛的放大器。图 3-2 是典型的共集电极放大器。在放大器中,VT 是放大管,C1 输入信号耦合电容,C二 输出信号耦合电容,R1 是 VT 基极直流偏置电阻,R2 是 VT 发射极电阻,VCC 是电压,Ui 是输入信号,Uo 是输出信号。

一文讲透三极管放大电路的分类及原理

提示:正如我们之前介绍的,放大器属于哪种放大器,放大器属于哪种放大器,有些读者可能会问, 3-2 中的 VT 集电极没有接地。它怎么是共集电极放大器?这是因为电源 VCC 内阻小,电源两端连接大容量滤波电容,因此电源相当于交流状态下的短路(交流接地)。VT 的集电极是通过电源 VCC 及其滤波电容接地。

1)直流偏置

电源电压 VCC 通过 R1 限流加到 VT 基极为基极提供直流偏置电压。基极电流 Ib≈(VCC-Ube)/[R1 (1 β)R基极电流回路为:VCC→R1→VT 的发射极→R2→地。

2)信号放大

输入信号 Ui 经 C1 耦合到 VT 的基极,使 VT 基极电流 Ib 随 Ui 变化和变化,导致 VT 发射极电流 Ie 随之变化,变化量为(1 β)Ib。Ie 在 R2 两端变化的压降 U2。U2 经 C2 耦合后获得交流输出信号Uo。由于 Uo 与 Ui 相位相同,所以放大器也叫射极跟随器,简称射极跟随器。

通过以上分析,共集电极放大器的输入信号 Ui 输出信号 从放大器的基极和发射极之间输入Uo 取自发射极。U2 等于 Ub?0.6V,因此,放大器只有电流放大功能,没有电压放大功能。

提示:由于共集电极放大器具有输入阻抗高、输出阻抗低的优点,在多级放大电路中,通常使用共集电极放大器隔离前后放大器,缓冲放大信号,避免前后放大器相互影响。由于共集电极放大器具有电流放大功能,不仅串联稳压电源,而且一些多级放大电路的末端放大器也使用这种放大器。

共基极放大电路

共基极放大器的应用比前两种放大器少得多。图片 3-3 是典型的共基极放大器。在放大器中,VT 是放大管,C1 输入信号耦合电容,C二 输出信号耦合电容,C3 是基极交流接地电容器,R1、R2 是 VT 基极的直流偏置电阻,R3 是 VT 集电极负载电阻,R4 是 VT 发射极电阻,VCC 是供电电压,Ui 是输入信号,Uo 是输出信号。

一文讲透三极管放大电路的分类及原理

1)直流偏置

电源电压 VCC 不仅通过 R3 加到 VT 通过 的集电极为它供电R1、R2 分压后,加入 VT 的基极,为基极提供直流偏置电压,Ub≈VCCR2/(R1 R2)。流过 R1 电流分两条路到地:一条路通过 R2 到地,另一条路通过 VT 的发射结,R4 到地。

2)信号放大

输入信号 Ui 经 C1 耦合到 VT 的发射极,使 VT 发射极电流 Ie 随 Ui 变化和变化,导致 VT 集电极电流 Ic 随之变化。Ic 在 R3 两端变化的压降 U3,而 VCC 减去 U3 就是 VT 集电极电压 Uc。因为 Uc 与 Ui 同步变化,所以相位相同。Uc 经 C2 耦合后获得交流输出信号Uo。

提示:共基极放大器具有高频特性好的优点,但也存在输入阻抗小、输出阻抗大的缺点。因此,该放大器主要用于高频信号放大电路。

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