三极管的基础知识(下)①

简介: ①电压放大倍数:是指放大电路输出电压有效值与输入电压有效值之比。②电流放大倍数:是指放大电路输出电流有效值与输入电流有效值之比。③功率放大倍数:是指放大电路输出功率有效值与输入功率有效值之比。④输入电阻:是指放大电路输入端看进去的等效电阻,对信号源来说,就是负载。输入电阻定义为输入电压有效值与输入电流有效值之比,⑤输出电阻:是指从放大电路输出端看进去的等效电阻。输出电阻越小,输出电压随负载变化越小,放大电路带负载能力越强。

前面我们学习了三极管的结构、型号以及特性曲线,可以通过这个链接来回顾一下前面所学的知识。三极管的基础知识(上)


一、基本放大电路的分类

基本放大电路是指一个放大元件所构成的放大电路,也称单管(极)放大电路。按三极管的连接方式,可分为共发射极、共基极和共集电极电路。


二、基本共发射极放大电路

1.基本共发射极放大电路的组成及各元件的作用


(1)电路如图所示:

image.png

(2)图中各元件的作用:


①VT——三极管,放大电路的核心元件,起电流放大作用。


②Vcc——放大电路的直流电源,给三极管提供合适偏置,同时为输出信号提供能量。


image.png——基极偏置电阻,电源Vcc通过向基极提供合适的偏置电流。


image.png——集电极偏置电阻,将电流放大转换为电压放大,避免交流信号对地断路。


image.pngimage.png——输入、输出耦合电容,起“通交隔直”的作用。


(3)特点:


优点:元件少,电路简单,放大倍数高;


缺点:稳定性差,静态工作点随外界因素而变化。


2.静态及静态工作点


(1)静态的定义:


在没有信号输入时放大电路所处的状态。


(2)静态工作点:


①定义:静态时放大电路中的晶体管各极电压和电流在晶体管输入、输出特性曲线上对应的点,简称Q,一般包括image.pngimage.pngimage.pngimage.png


② 设置静态工作点的目的:使晶体管在信号的整个周期内始终处于放大状态,保证信号的有效传递,避免出现非线性失真。


③影响静态工作点的主要因素:周围环境温度的变化、电源电压的波动及晶体管等的老化、更换等,其中温度的变化对静态工作点的影响最大。


④截止失真、饱和失真、双向失真都是晶体管的工作状态离开线性放大区,而进入非线性的饱和区和截止区所造成的,因此叫非线性失真。非线性失真产生的原因、现象、校正措施见表:

image.png

⑤稳定静态工作点的措施:引入直流负反馈、改变偏置方式或利用热敏器组件等。


3.共射放大电路的工作原理


(1)各信号的表示:


①直流分量:用大写字母和大写下标表示,如image.pngimage.pngimage.pngimage.png

②交流分量:用小写字母和小写下标表示,如image.pngimage.pngimage.png

③交流、直流分量合成:用小写字母和大写下标表示,如image.pngimage.png


(2)工作原理


①工作原理如图所示:

image.png

②从基极与发射极之间输入信号电压image.png,产生基极电流image.png,则基极总电流,被放大β倍,则集电极电流为,集电极电阻上产生电压,则集电极与发射极之间电压,通过的耦合,输出电压


(3)特点:


①输出电压在参数合适时比输入信号电压大;


②输出电压和输入信号电压在相位上相差180°;


③电路具备电压、电流、功率的放大作用。


4.直流通路、交流通路的画法及作用


(1)直流通路:


①画法:将放大电路中的电容视为开路;


②作用:利用直流通路用电位法求静态工作点。


(2)交流通路:


①画法:将放大电路中的电容、直流电源视为短路;


②作用:利用交流通路求交流性能指标:输入电阻、输出电阻、电压放大倍数。


5.静态工作点的求解


(1)直流通路如图所示:

image.png

6.动态指标的求解


(1)动态指标的含义


①电压放大倍数:是指放大电路输出电压有效值与输入电压有效值之比。


②电流放大倍数:是指放大电路输出电流有效值与输入电流有效值之比。


③功率放大倍数:是指放大电路输出功率有效值与输入功率有效值之比。


④输入电阻:是指放大电路输入端看进去的等效电阻,对信号源来说,就是负载。输入电阻定义为输入电压有效值与输入电流有效值之比,

⑤输出电阻:是指从放大电路输出端看进去的等效电阻。输出电阻越小,输出电压随负载变化越小,放大电路带负载能力越强。


(2)交流通路如图所示:

image.png



三、固定式分压偏置共射放大电路的特点

1.引入固定分压偏置共射放大电路原因:因为当环境温度变化,电源电压波动或更换晶体管时,由于晶体管参数的变化,静态工作点将发生变化,固定偏置电路无法自动调节,而固定分压偏置共射放大电路则在外界因素变化时,能自动调节静态工作点的位置,使静态工作点稳定。









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