共射極放大電路
3.2.1 放大電路的組成原則
組成放大電路時,必須遵循的原則是:
1.設置直流電源,為電路提供能源。
2.電源的極性和大小應保證BJT發(fā)射結處于正向偏置,而集電結處于反向偏置,使BJT工作在放大區(qū)。(對于場效應管放大電路,則應使之工作在恒流區(qū))。
3.電路中電阻的取值與電源電壓配合,使BJT有合適的靜態(tài)工作點,避免產(chǎn)生非線性失真。
4.輸入信號要有效轉輸,且能作用于放大管的輸入回路。
5.接入負載時,必須保證負載獲得比輸入信號大得多的電流信號或電壓信號。
3.2.2 共射極電路的組成
根據(jù)放大電路的組成原則組成一個簡單的共發(fā)射極放大電路如圖所示。電路中BJT、電阻、電容等元件的作用如下:
圖中T是NPN型三極管,它是整個電路的核心,起放大作用。
直流電源VCC為三極管集電結提供反向偏置電壓,保證集電結反偏。
Rc是集電極負載電阻,其作用是將三極管集電極電流的變化轉換成電壓的變化,送到輸出端。若沒有Rc,則輸出端的電壓始終等于電源電壓VCC,就不會隨輸入信號變化了。
直流電源VBB通過基極電阻Rb為三極管發(fā)射結提供正向偏置電壓,并為基極提供所需的電流IB(常稱為偏流)。
電容Cb1和Cb2稱為隔直電容(或耦合電容),它們的作用是“隔離直流,傳送交流”。即對直流來說,電容的容抗為無窮大,相當于開路。但對交流信號而言,電容呈現(xiàn)的容抗很小,可近似認為短路。vi為待放大的微弱電信號。
3.2.3 共射極放大電路的工作原理
共射極基本放大電路的電壓放大作用是利用了BJT的電流控制作用,并依靠Rc將放大后的電流變化轉為電壓變化來實現(xiàn)的。
3.2.4 放大電路的兩種工作狀態(tài)
1.靜態(tài)
在沒有加輸入信號(vi=0)時,放大電路的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)。由于靜態(tài)時電路中各處的電壓、電流都是直流量,所以靜態(tài)又稱為直流工作狀態(tài)。
放大電路處于靜態(tài)時對其直流量的分析、計算應的依據(jù)是直流通路。
2.動態(tài)
在電路的輸入端加上輸入信號后,電路的工作狀態(tài)稱為動態(tài)。動態(tài)時BJT各電極的電流和各極間的電壓都在靜態(tài)值的基礎上疊加了隨輸入信號變化的交流量。動態(tài)時,電流、電壓的瞬時總量中有直流量,還有交流量。
放大電路處于動態(tài)時對其交流量的分析、計算應的依據(jù)是交流通路。
3.2.5 直流通路與交流通路
直流通路
1、直流通路的概念:
沒加輸入信號時,電路在直流電源作用下,直流電流流經(jīng)的通路稱為直流通路。直流通路用于確定電路處于直流工作狀態(tài)時的靜態(tài)工作點(IB IC VCE )
2、如何畫直流通路:
①電容視為開路;
②電感線圈視為短路(忽略線圈電阻);
③信號源視為短路,但應保留其內阻。
根據(jù)直流通路的畫法可畫出圖a所示的共射放大電路的直流通路如圖b所示。
交流通路
1、交流通路的概念:
交流通路是在輸入信號的作用下交流信號流經(jīng)的通路。交流通路用于分析、計算電路的動態(tài)性能指標(如Av 、Ri 、Ro)
2、如何畫交流通路:
①容量大的電容(如耦合電容、射極旁路電容)視為短路,
②直流電源(如VCC)視為短路。由于電源的另一個端子通常與“^”接在一起,此時直流電源應與“^”短路。
根據(jù)交流通路的畫法可畫出圖a所示放大電路的交流通路如圖c所示。
圖C
3.2.6 設置合適靜態(tài)工作點的意義
由于BJT是非線性器件,為使放大電路在輸入小信號時,BJT始終工作于線性區(qū),合理地設置靜態(tài)工作點(Q點)十分重要。
我們以如圖a所示的無靜態(tài)偏置電流共射電路為例來說明。
靜態(tài):將輸入端短路,根據(jù)電路分析可知IB=0、IC=0、VCE=VCC,BJT處于截止狀態(tài)。
動態(tài):若vi峰值小于b-e間導通電壓,則在信號的整個周期內BJT始終工作在截止狀態(tài),此時無輸出信號;如vi的幅值足夠大,BJT也只可能在信號正半周大于b-e間導通電壓的時間間隔內導通,如圖b所示。由以上分析可知輸出信號出現(xiàn)嚴重失真。
只有在信號的整個周期內BJT始終工作在放大狀態(tài),輸出信號才不會產(chǎn)生失真。因此,必須設置合適的靜態(tài)工作點。
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