單管共發(fā)射極放大電路和工作原理

發(fā)布時間:2024-03-02
假設電路中的參數及三極管的特性能夠保證三極管工作在放大區(qū)。此時,如果在放大電路的輸入端加上一個微小的輸入電壓變化量△ui,則三極管基極與發(fā)射極之間的電壓也將隨之發(fā)生變化,產生△ube。因三極管的發(fā)射結處于正向偏置狀態(tài),故當發(fā)射結電壓發(fā)生變化時,將引起基極電流產生相應的變化,得到△ub。由于三極管工作在放大區(qū),具有電流放大作用,因此,基極電流的變化將引起集電極電流發(fā)生更大的變化,即△ic等于△ib的β倍。這個集電極電流的變化量流過集電極負載電阻rc,使集電極電壓也發(fā)生相應的變化。由上圖可見,當ic增大時,rc上的電壓降也增大,于是uce將降低,因為rc上的電壓與uce之和等于vcc,而這個集電極直流電源是恒定不變的,所以uce的變化量△uce與△ic在rc上產生的電壓變化量數值相等而極性相反,即△uce=-△icrc。在本電路中,集電極電壓uce即等于輸出電壓uo,故△uo=△uce。
綜上可知,當輸入電壓有一個變化量△ui時,在電路中將依次產生以下各個電壓或電流的變化量:△ube,△ib,△ic,△uce和△uo。當電路參數滿足一定條件時,可能使輸出電壓的變化量△uo比輸入電壓的變化量△ui大得多,也就是說,當在放大電路的輸入端加上一個微小的變化量△ui時,在輸出端將得到一個放大了的變化量△uo,從而實現了放大作用。
從以上的分析可知,組成放大電路時必須遵循以下幾個原則:
首先,外加直流電源的極性必須使三極管的發(fā)射結正向篇置,而集電結反抽偏置,以保證三極管工作在放大區(qū)。此時,若基極電流有一個微小的變化量△ib,將控制集電極電流產生一個較大的變化量△ic,二者之間的關系為△ic=β△ib。
其次,輸入回路的接法應該使輸入電壓的變化量△ui能夠傳送到三極管的基極回路,并使基極電流產生相應的變化量△ib。
第三,輸出回路的接法應使集電極電流的變化量△ic能夠轉化為集民極電壓的變化量△uce,并傳送到放大電路的輸出端。
只要符合上述幾項原則,即使電路的形式有所變化,仍然能夠實現放大作用。
現在來觀察上圖所示的單管共射放大電路。這是一個原理性電路,若付諸實用主要存在兩個缺點,其一,在這個只有一個放大元件的簡單電路中需要兩路直流電源vcc和vbb,既不方便也很不經濟;其二,放大電路的輸入電壓uo不共地,在實際應用時也不可取。為此,可以根據上述組成放大電路的幾項原則,對原來的電路加以改進。見下圖。
首先,省去基極直流電源vbb,將基極電阻tb改接到vcc的正端。由上圖(a)可見,vcc的極性能夠保證發(fā)射結正向偏置。其次,將輸入電壓uo的一端接至公共端,以便與ui共地,另一端通過電容c1接到三極管的基極,如上圖(a)所示。在一定的信號頻率時,輸入電壓中的交流成分能夠基本上沒有衰減速地通過電容到達基極,但其中的直流成分則不能通過。這樣的電容稱為隔直電容或耦合電容。與輸入回路的接法類似,三極管的集電極也通過一個隔直電容c2接到輸出端,圖中的rl是放大電路的負載電阻。上圖所示的電路通常稱為阻容耦合單管共射放大電路。 上圖(a)中的電路克服了原來的缺點,比較實用,而且電路符合組成放大電路的三項原則,能夠實現放大作用。
今后,為了簡化畫圖過程,通常不將直流電源vcc畫出,而只標出其正端,如上圖(b)所示。
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