模拟电路笔记(二)晶体三极管及放大电路

2024-02-08 14:38

本文主要是介绍模拟电路笔记(二)晶体三极管及放大电路,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

模拟电路笔记(二)晶体三极管及放大电路

  • 三极管的基本知识
  • 三极管的输出特性曲线
    • 1、三个极限参数
  • 放大电路
  • 三极管构成的放大电路
  • 性能指标
  • 静态工作点
    • 1、固定偏置放大电路
    • 2、分压式偏置放大电路
  • 多级耦合方式

三极管的基本知识

三极管是电流控制器件,用较小的基极电流控制较大集电极电流

三极管由两个PN结构成,发射极e (Emitter)、基极b (Base)、集电极c (Collector)。

据基尔霍夫定律:Ie = Ic + Ib

由于不同的组合方式,形成了一种是NPN型的三极管,另一种是PNP型的三极管。

在这里插入图片描述

三极管的输出特性曲线

基极电流Ib一定时,三极管输出电压Uec与输出电流Ic之间的关系曲线
在这里插入图片描述

放大状态

发射结正向偏置,而集电结反向偏置。
当Ib变化时,Ic即按比例变化,在放大电路中,必须使用三极管工作在放大区。
B= Ic / Ie

饱和状态

发射结和集电结正偏
Uec的数值小,Ic随Uec的增加而很快的增大。管子相当于一个开关的接通状态,短路。

截止状态

发射结和集电结都反偏
当Ib=0时,Ic=Iceo(称为穿透电流),相当于管子相当于一个开关的开路状态。

过损耗区

三极管耗散功率太大,易发热损坏

1、三个极限参数

  • 反向击穿电压Uceo:Uce < Uceo
  • 集电极最大允许电流Icm
  • 最大耗散功率Pcm

放大电路

  • 构成放大电路的条件
  1. 具有放大元件
  2. 同时满足 直流条件 和 交流条件

放大元件是三极管,要求工作在放大区,并能够对信号进行不失真放大。

直流通路:电容开路,电感短路
交流通路:电容短路,电感开路

三极管构成的放大电路

共射电路共基电路共集电路
输出与输入电压反相同相同相
电压放大倍数低(小于1)
输入电阻适中(小)
输出电阻

共同点:功率P放大
共集电路:带功率好一些,称为射级输出器 / 射级跟随器

性能指标

  • 电压放大倍数: Au=Uo / Ui = B•(ro / rbe)
  • 功率放大倍数: Ap=Po / Pi
  • 输入电阻:ri=Ui / Ii (越大越好)
  • 输出电阻:ro (越小越好)
  • 通频带:0.707倍,FBW = FH-FL

静态工作点

  • 放大器 无输入信号的时叫静态,就是放大去的直流工作状态
  • 为什么要设置静态工作点?

为了保证输入交流信号能够不失真的放大

1、固定偏置放大电路

在这里插入图片描述

Ec = IBQ•Rb + UBEQ 
IBQ = Ec-UBEQ / Rb
ICQ = IBQ•放大倍数B
UCEQ = Ec-ICQ•RC
rbe = 300+(1+B)(26mv/IEQ)
ri = Rb//rbe = (Rb•rbe) / (Rb+rbe)

固定偏置直流通路
在这里插入图片描述
固定偏置交流通路
在这里插入图片描述

2、分压式偏置放大电路

在这里插入图片描述

VB = Rb1/(Rb1 + Rb2) • EC
ICQ = (VB-UBEQ) / Re
IEQ ≈ ICQ
IBQ = ICQ / B
UCEQ = Ec-ICQ(Rc+Re) 

分压式偏置直流通路
在这里插入图片描述

多级耦合方式

放大器间耦合都有零飘,放大器级数越多,总通频带就越窄

  1. 阻容耦合

优点:电路简单
缺点:只能在本级,耦合交流信号,频率低,不便于集成

  1. 变压器耦合

优点:独立
缺点:笨重,成本高,不能集成.只能在本级

  1. 直接耦合

优点:可以放大缓慢的交流,直流信号
缺单:传递零点漂移

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