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三極管放大電路的三種組態(tài) 放大倍數(shù)應(yīng)該怎么算?

冬至子 ? 來(lái)源:技能兩分鐘 ? 作者:技能兩分鐘 ? 2023-11-14 11:36 ? 次閱讀

學(xué)過(guò)模電的朋友應(yīng)該對(duì)三極管或者場(chǎng)效應(yīng)管的放大電路(本文所說(shuō)的放大電路均指電壓放大)不會(huì)感到陌生吧,這可是模電中的重點(diǎn),但是也是難點(diǎn),自己知道很重要,就是搞不明白怎么回事,沒(méi)關(guān)系這次就以三極管放大電路的三種組態(tài)為例給大家簡(jiǎn)單說(shuō)一下放大電路的放大倍數(shù)計(jì)算公式。

三極管組成的基本組態(tài)放大電路可以分為三種,分別是共射放大電路、共基放大電路和共集放大電路。

共射放大電路

共射放大電路是低頻電路中很常用的一種,在記公式的時(shí)候有的書(shū)上又分為發(fā)射極加電阻和不加電阻,其實(shí)也可合為一個(gè),因?yàn)槿绻l(fā)射極不加電阻,完全可以認(rèn)為發(fā)射極上的電阻為零,先來(lái)看一下共射放大電路原理圖,看看長(zhǎng)什么樣。

看起來(lái)是不是感覺(jué)很復(fù)雜,但是這里分析的時(shí)候可以分為兩個(gè)步驟,一個(gè)是交流電路的分析,一個(gè)是直流電路的分析,直流電路一般是用來(lái)求靜態(tài)工作點(diǎn),因?yàn)樵谇蠓糯蟊稊?shù)的時(shí)候有個(gè)參數(shù)和靜態(tài)工作點(diǎn)的選取有關(guān),后面也會(huì)提到,我們想求的是放大倍數(shù),所以應(yīng)該用到交流通路。

對(duì)于上面那個(gè)實(shí)際電路交流分析并不是很利于理解,這里記公式的時(shí)候以下面這個(gè)電路為例。

這個(gè)電路看起來(lái)是不是感覺(jué)舒服多了,其中T為三極管,Rs信號(hào)源的內(nèi)阻,Re是發(fā)射極上的電阻,R c是集電極上的電阻,R L是負(fù)載,畫(huà)出來(lái)交流通路(就是上面那張圖),如果想自己推導(dǎo)出來(lái)公式,可以把交流通路中的三極管改成三極管的小信號(hào)等效電路,其他元件對(duì)應(yīng)位置不用動(dòng),這里就不推導(dǎo)了,直接給出來(lái)結(jié)果,發(fā)射極含有電阻的共射放大電路放大倍數(shù)公式為:

其中β為三極管放大倍數(shù),R L'是R c與R L并聯(lián)后的等效電阻,Re就是發(fā)射極上的電阻,R b b'是由基極引線電阻和基區(qū)體電阻組成的,其值大約為幾十歐,R b b'和三極管本身有關(guān)與外電路無(wú)關(guān),R b'e阻值很大,在千歐級(jí)別,因此R b b'可以忽略,不過(guò)R b'e和靜態(tài)工作點(diǎn)選取有關(guān),也就是上面加黑的那句話,計(jì)算公式為:

β同樣為三極管的放大倍數(shù),I c q是直流通路中流向集電極的電流,其和外電路有關(guān),但是當(dāng)電路確定后,I c q也是個(gè)定值了。

共基放大電路

共基放大電路輸入電阻很小,輸出電阻很大,而且頻率特性好,但是共基放大電路只有電壓放大能力,并沒(méi)有電流放大能力,直接看一下交流通路電路圖。

這個(gè)電路是不是看起來(lái)很怪,電流從發(fā)射極流入集電極流出的是共基極放大電路(看這個(gè)電流流向本身就感覺(jué)很怪,但是他確實(shí)就這樣),通過(guò)共射電路的介紹我相信大家應(yīng)該對(duì)原理圖上的四個(gè)元件很熟悉了,我們直接來(lái)看一下這個(gè)電路的公式:

其實(shí)這個(gè)電壓放大倍數(shù)的大小是和共射放大電路發(fā)射極不接電阻時(shí)是一樣的,只不過(guò)二者相差一個(gè)負(fù)號(hào),公式中每個(gè)字母代表的含義和共射極放大電路也是一樣的,也就是β表示三極管的放大倍數(shù),R L'等于R c并上R L,R b b'是由基極引線電阻和基區(qū)體電阻組成的,R b'e的計(jì)算方法也和共射放大電路相同。

共集放大電路

共集放大電路的輸入電阻很大,輸出電阻很小,但是只有電流放大能力,沒(méi)有電壓放大能力,一般接近但小于1,共集放大電路的交流通路如下。

乍一看感覺(jué)和發(fā)射極沒(méi)電阻的共集放大電路很像,區(qū)別就是交流地的位置不一樣,自己可以對(duì)比一下,以便于區(qū)分。交流放大倍數(shù)的公式為:

從公式中也可以看出來(lái)電壓放大倍數(shù)是不可能大于1的,通常1+β很大,再加上后面乘上一個(gè)大電阻Re',所以,這個(gè)結(jié)果是接近于1的。這個(gè)公式中就一個(gè)Re'和上面兩種放大電路的公式不一樣,其值等于Re并上R L,其他字母所代表的含義和上面相同。

這三種基本組態(tài)放大電路真的很重要,當(dāng)然這三個(gè)公式也需要記下來(lái),在分析復(fù)雜的電路的時(shí)候可以直接套用公式,這樣計(jì)算起來(lái)就很方便,不但正確率高而且速度快。

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