2 2基本共射放大電路的工作原理

2021-10-06 10:24:07 字數 2685 閱讀 8201

我們繼續以npn型電晶體為例,看看三極體如何將放大電路實現出來的吧。

在之前三極體的學習中,我們知道可以通過控制基極的電流來改變集電極的電流,所以我們很自然的在說到放大電路,第一反應就是電晶體的放大作用。那麼在之前的三極體學習過程中,我們曾經搭建過乙個簡單的基本共射放大電路,如下圖所示:

其中的rb和rc的乙個重要功能就是將輸入的訊號提取出來,即轉換成有限功率的輸入輸出訊號。再簡單一點就是獲得乙個電流。因為在三極體的學習中我們知道,三極體最主要的就是對於電流的放大。

那麼具體的公式推導在這邊就不做贅述,之前的三極體還有他的實驗中都有提起。

其實剛開始接觸這個知識點的時候並不是特別能理解,因為靜態工作點這一概念主要是針對存在交流訊號的電路中,而交流訊號怎麼會有靜態工作點呢?

首先我們知道,為了使三極體可以工作在乙個正常的範圍,我們必須使發射結正偏,集電結反偏。具體原因見1.3.2 電晶體的電流放大作用。所以當我們直接輸入乙個交流訊號的時候,交流訊號可能是正電也可能是負電,即無法完全滿足發射結正偏,集電結反偏的要求。所以我們會在基極電路中,加入乙個直流電源,來抬高該點的電壓,這樣確保發射結正偏,集電結反偏。

故而,靜態工作點q就被設定出來了。而他最主要的作用莫過於滿足基本放大電路的最基本要求,即:一不失真,二能放大

那麼這個靜態工作點究竟長什麼樣子,它是何方神聖?

其實當初最令我疑惑的就是,分明叫做靜態工作點,為什麼會有三個不同的等式。

那麼隨著學習,我們會知道,實際上他確實是乙個靜止的狀態,我們將這個靜止的狀態稱之為靜態工作點。

那麼接下來我們開始剖析這三個公式吧。

首先是第乙個公式,他其實所求的就是輸入電流ib的大小,通過加在基極的電壓減去了導通發射結的壓降,將其除以基極的電阻,所得到的就是從基極流入的電流大小。

而第二個公式,則是我們在之前所學過的,三極體的放大作用,我們知道三極體的放大倍數就是β,即通過三極體,在集電極的電流就是我們輸入電流的β倍。

那麼第三個公式就是我們在集電極和發射極之間的乙個電壓大小,他就是更具我們公式二所得到的電流大小,和集電極的電阻會產生一定的分壓效果,而分壓剩下的這是公式三所求的集電極和發射極之間的電壓大小。

那麼從以上公式可以看出,影響靜態工作點的主要引數就是兩個電阻,和直流電壓源。

至此,靜態工作點的基本介紹就結束了。

那麼實際上來說,拋開書本的分析,我們從最簡單的方向入手。即三極體的輸出特性曲線:

截止區:其特徵是發射結電壓小於開啟電壓且集電結反向偏置。

飽和區:其特徵是發射結與集電結均處於正向偏量。

放大區:其特徵是發射結正向偏置且集電結反偏。

如果我們的電路在飽和區或者截止區,那麼他就會失真。所以這明確規定一點,即發射結必須導通,且基極的電位要高於發射極電位。且還需要小於集電極電位。所以產生如下波形就不足為奇了:

一、組成原則

說是組成原則,實際上就是針對我們之前的問題的乙個總結:

我們在這裡直接引用書本上的內容:

那麼後面兩條對於npn管的主要參考作用,就是rc電阻將放大後的訊號提取出來的作用。

二、兩種實用的共射放大電路

所以千言萬語我們最後還是要通過例項介紹一下共射放大電路的實際運用:

直接耦合

這個電路實際上和我們之前看的在交流電源旁邊加上乙個小弟直流電源非常相似,而他的優勢就是減少我們乙個輸入直流源,並且我們知道如果不加rb2,則基極電壓將會高於集電極電壓,即集電結正偏,所以我們需要rb2的存在。當然相對於下面我們還要介紹的第二個阻容耦合,他還有乙個顯著的優勢,則是可以大規模的整合。並且更具我們之前對於靜態工作點的求解思路,可以得到,該公式的靜態工作點為:

阻容耦合

在電路的分析中,我們基本上大致認為電容對於直流電有著幾乎無窮的抵抗能力,故而有通交隔直的說法。

阻容耦合就是非常好的利用這個特性:

所以他的靜態工作點更難受到影響:

但是這並不是完全沒有缺點的,因為電容是無法大規模整合的,所以當我們需要大規模積體電路的時候,我們更通暢回去向直接耦合的放大。

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