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(yīng)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(yīng))。以下通過3個(gè)主要性能(放大倍數(shù)A、輸入電阻Ri、輸出電阻Ro)指標(biāo)對晶體管三種基本接法進(jìn)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(yīng)該經(jīng)常遇見,不過那時(shí)更多的是分析靜態(tài)工作點(diǎn),交、直流放大倍數(shù),然而在真正的電路設(shè)計(jì)中,R1和R2的取值范圍應(yīng)該是多少呢?或者說它們應(yīng)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(shí)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?yàn)镮c最大值是800mA,按照普通的100倍的放大倍數(shù)算Ib最大也只能到8mA。
按此標(biāo)準(zhǔn)就可以取值了,比如R1=10k(先分析分析看是否合適),這時(shí)Ib=0.43mA,假設(shè)放大倍數(shù)是100倍(粗略估算,所以取這個(gè)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(yīng)該大于0.7V,恩,假設(shè)是1v(應(yīng)該比這大,因?yàn)樵趧?dòng)態(tài)條件下還會(huì)有一個(gè)交流信號,要防止出現(xiàn)飽和失真),那么R2應(yīng)該取值為R2=(12-1)V/43mA=256Ω,即R2不能比256大了(估算,放大倍數(shù)等等很多因素在,但是就是在這個(gè)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(jìn)入飽和區(qū)
如果R1=1k可以再計(jì)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(shí)應(yīng)該注意到一個(gè)現(xiàn)象,當(dāng)R2=50Ω或200Ω的時(shí)候在Ib沒變時(shí)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(zhì)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(shí)圖上的只是在理想狀態(tài)下的曲線,在實(shí)際中平行的那部分應(yīng)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(gè)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(yīng)該看Ube增大時(shí),Ib隨之增大,但I(xiàn)c增大不多。
圖6 注意跟圖4比較,此時(shí)Ib明顯增大但I(xiàn)c基本沒變
圖7 跟圖2比較,Ib增大時(shí)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(jié)反偏,這時(shí)只要保證發(fā)射結(jié)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(guān)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(yīng)該選擇多少呢?
Ie一般都是在幾十mA,假定Ie=43mA、此時(shí)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(jù)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(diǎn),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(shù)、輸出電阻與共射電路相當(dāng),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。
L7805CV-DG/線性穩(wěn)壓器(LDO) | 0.5401 | |
AMS1117-3.3/線性穩(wěn)壓器(LDO) | 0.1237 | |
BAT54C,215/肖特基二極管 | 0.0336 | |
LM358DR2G/運(yùn)算放大器 | 0.345 | |
CJ431/電壓基準(zhǔn)芯片 | 0.1157 | |
LM393DR2G/比較器 | 0.3143 | |
ADUM4160BRWZ-RL/隔離式USB芯片 | 34.83 | |
REF3012AIDBZR/電壓基準(zhǔn)芯片 | 0.9316 | |
SS8050/三極管(BJT) | 0.035 | |
8S005/錫膏/錫漿 | 17.67 |
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