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技術(shù)專欄

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基本共射放大電路的工作原理與分析

  基本直放大電路既可以放大交流信號,也可放大直流信號和變化非常緩慢的信號,且信號傳輸效率高,具有結(jié)構(gòu)簡單、便于集成化等優(yōu)點(diǎn),集成電路中多采用這種耦合方式。

  放大的概念

  放大的前提是不失真,即只有在不失真的情況下放大才有意義。晶體管和場效應(yīng)管是放大電路的元件。

  任何穩(wěn)態(tài)信號都可以分解為若干頻率正弦信號的疊加,所以放大電路以正弦波為測試信號。

  基本共射放大電路的工作原理

 ?。?/span>1)設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性

  靜態(tài)工作點(diǎn)——I、IU

  原因

  不設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)會使輸出電壓嚴(yán)重失真,輸出電壓也毫無變化。

  Q點(diǎn)不僅會影響電路是否會產(chǎn)生是真,還會影響著放大電路幾乎所有的動態(tài)系數(shù)。

 ?。?/span>2)工作原理及波形分析

  所以選擇合適的靜態(tài)工作點(diǎn)才不會使輸出波形產(chǎn)生非線性失真?;竟采浞糯箅娐返碾妷悍糯笞饔檬抢镁w管的電流放大作用,并依靠Rc將電流的變化轉(zhuǎn)化成電壓的變化來實(shí)現(xiàn)。

  放大電路的組成原則

  (1)組成原則

  *須根據(jù)所用放大管的類型提供直流電源,以便設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)并做為輸出的能源。

  電阻取值適當(dāng),與電源配合,使放大管有合適的靜態(tài)工作電流。

  輸入信號*須能夠作用于放大管的輸入回路。

  當(dāng)負(fù)載接入時(shí),*須保證放大管輸出回路的動態(tài)電流能夠作用于負(fù)載,從而使負(fù)載獲得比輸入信號大得多的信號電流或信號電壓。

 ?。?/span>2)常見的兩種共射放大電路

  直接耦合共射放大電路

  電路中信號源與放大電路,放大電路與負(fù)載電阻均直接相連,故稱其為“直接耦合”。

  阻容耦合共射放大電路

  由于C1用于連接信號源與放大電路,電容C2用于連接放大電路與負(fù)載,在電子電路中起連接作用的電容就稱為耦合阻容。

  放大電路的分析方法

 ?。?/span>1)直流通路與交流通路

  直流通路——研究靜態(tài)工作點(diǎn):電容視為開路;電感線圈視為短路;信號源視為短路,但要保留其內(nèi)阻。

  交流通路——研究動態(tài)參數(shù):容量大的電容(如耦合電容)視為短路;無內(nèi)阻的直流電源(如+Vcc)視為短路。

  (2)圖解法——多分析Q點(diǎn)位置、不失真電壓和失真情況

  (3)等效電路法

  晶體管的直流模型及靜態(tài)工作點(diǎn)的估算法

  晶體管共射h參數(shù)等效模型——只能用于放大電路動態(tài)小信號參數(shù)的分析

  共射h參數(shù)等效模型

 ?。?/span>4)靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的必要性

  影響Q點(diǎn)不穩(wěn)定的因素中溫度對晶體管參數(shù)的影響

  穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的措施——利用負(fù)反饋或溫度補(bǔ)償

  晶體管單管放大電路的接法特點(diǎn)

  接法的判斷:輸入電壓和輸出電壓的公共端

  多級放大電路的分析方法

  (1)三種:直接耦合、阻容耦合、變壓耦合

  直接耦合

  前的輸出端直接連接到后的輸入端

  直接耦合多級放大電路常采用的是NPNPNP型管混合使用的方法,在圖(d)中,為使T2工作在放大區(qū),T2管的集電極電位應(yīng)該低于T1管的集電極電位。

  優(yōu)點(diǎn):具有良好的低頻特性,可以放大變化緩慢的信號;沒有大容量的電容,便于集成。

  缺點(diǎn):靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響,帶來一定困難;有零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。

  【附加】零點(diǎn)漂移:輸入電壓為零時(shí)而輸出電壓不為零且有緩慢變化。溫度是主要原因,故又稱其為溫度漂移。

  阻容耦合

  前的輸出端通過電容連接到后的輸入端

  優(yōu)點(diǎn):各級靜態(tài)工作點(diǎn)相互*立;適合于信號頻率較高的電路。

  缺點(diǎn):低頻性能差,不能放大變化緩慢的信號,不易于集成。

  變壓器耦合

  將前的輸出端通過變壓器接入到后的輸入端或負(fù)載電阻上。

  優(yōu)點(diǎn):各級靜態(tài)工作點(diǎn)相互*立,可實(shí)現(xiàn)阻抗變換。

  缺點(diǎn):低頻性能差,不能放大變化緩慢的信號,不易于集成。

 ?。?/span>2)多級放大電路的動態(tài)分析

  上式即為多級放大電路的電壓放大倍數(shù)

  輸入電阻為級的輸入電阻:Ri=Ri1

  輸出電阻為的輸出電阻:Ro=Ron

  當(dāng)共集放大電路做為級時(shí),它的輸入電阻與其負(fù)載,即*二級的輸入電阻有關(guān);當(dāng)共集放大電路作為時(shí),它的輸出電阻與其信號源內(nèi)阻,即倒數(shù)*二級的輸出電阻有關(guān)。

當(dāng)多級放大電路的輸出波形產(chǎn)生失真時(shí),*先確定是哪失真,再判斷是飽和失真還是截止失真。

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