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直流通路下三種放大電路對比分析

2017-09-06 10:32:02閱讀量:16535來源:立創(chuàng)商城

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晶體管放大電路有共射、共集、共基三種接法,場效應管有共源、共漏接法(與晶體管放大電路共射、共集接法相對應)。以下通過3個主要性能(放大倍數A、輸入電阻Ri、輸出電阻Ro)指標對晶體管三種基本接法進行比較。

一、共射級放大電路

基本的共射放大電路如上圖所示,在模電書里應該經常遇見,不過那時更多的是分析靜態(tài)工作點,交、直流放大倍數,然而在真正的電路設計中,R1和R2的取值范圍應該是多少呢?或者說它們應該如何取值呢?

已知NPN型管2N2219是硅型管,處于放大正常工作時飽和電壓Ube=0.7V。首先是對R1的選擇,2N2219的Ib最大值是800mA,僅僅選取R1使其電流值小于800mA顯然是不行的,一般Ib的電流值為幾mA到uA,因為Ic最大值是800mA,按照普通的100倍的放大倍數算Ib最大也只能到8mA。

按此標準就可以取值了,比如R1=10k(先分析分析看是否合適),這時Ib=0.43mA,假設放大倍數是100倍(粗略估算,所以取這個值)則Ic=43mA,為了使三極管工作在放大區(qū),必須要求Uce>Ube,則Uce起碼應該大于0.7V,恩,假設是1v(應該比這大,因為在動態(tài)條件下還會有一個交流信號,要防止出現飽和失真),那么R2應該取值為R2=(12-1)V/43mA=256Ω,即R2不能比256大了(估算,放大倍數等等很多因素在,但是就是在這個附近)。所以可以取R2=200Ω及其以下(R2越小則Uce越大)。

仿真如下所示:

圖2 R2=50Ω

圖3 R2=200Ω

圖4 R2=350Ω,進入飽和區(qū)

如果R1=1k可以再計算一下,Ib=4.3mA,Ic=430mA,R2只能取26Ω以下,這樣一來就對電阻的要求太高了。

同時應該注意到一個現象,當R2=50Ω或200Ω的時候在Ib沒變時Ic發(fā)生了變化,從77.5mA變到了45.5mA,跟按照三極管輸出特性曲線好像不重合啊(好像跟飽和區(qū)的性質差不多:Ic隨Uce的增大而增大)。

下面說一下三極管的各種狀態(tài):

圖5 三極管輸出特性曲線

其實圖上的只是在理想狀態(tài)下的曲線,在實際中平行的那部分應該也是向上的,只不過角度沒有在飽和區(qū)那么大罷了。而在判斷一個三極管是否在飽和區(qū)也不能看是否是Ic隨Uce的增大而增大,而應該看Ube增大時,Ib隨之增大,但Ic增大不多。

圖6 注意跟圖4比較,此時Ib明顯增大但Ic基本沒變

圖7 跟圖2比較,Ib增大時Ic也增大,處于放大區(qū)

二、共集電極放大電路

圖8 共集電極放大電路

圖8中的R1,R2如何選擇呢?由于R2是在發(fā)射極上,所以Uce電壓肯定大于5v,也就是說集電結反偏,這時只要保證發(fā)射結正偏而Ib電流值合適就可以了。所以R1,R2的選擇只用跟著十幾要求就可以了,比較廣泛,都可以從幾百歐到幾K。

R1的選取對電路電流的影響不大,關鍵是R2,R2越大基極和射極電流就越小。

三、共基極放大電路:

R1,R2應該選擇多少呢?

Ie一般都是在幾十mA,假定Ie=43mA、此時R1約為100Ω,Ic約等于Ie=43mA,為了保證Uce反向偏置,還要保證Uce>1v則R2最大取256Ω,根據Uo的輸出情況可以取R2為幾十到200之間。

三種接法比較:

1、共射電路既能放大電流又能放大電壓,輸入輸出電阻居三種電路之中,輸出電阻較大,頻帶較窄。常用作為低頻電壓放大電路的單元電路;

2、共集電路只能放大電流不能放大電壓,是三種接法中輸入電阻最大、輸出電阻最小的電路,具有電壓跟隨的特點,常用于電壓放大電路的輸入和輸出級;

3、共基電路只能放大電壓不能放大電流,輸出電阻小,電壓放大倍數、輸出電阻與共射電路相當,是三種接法中高頻特性最好的電路。常作為寬頻帶放大電路。