三極管單級(jí)放大電路識(shí)圖知識(shí)

三極管單級(jí)放大電路在電子電路中是應(yīng)用最多的單元電路。三極管單級(jí)放大電路有共基極放大器、共發(fā)射極放大器、共集電極放大器3 種。

方法與技巧

區(qū)別這3 種放大器的最簡(jiǎn)單方法就是查看放大管的交流接地引腳，就可以確認(rèn)放大器的種類，比如，放大管的發(fā)射極交流接地，則該放大器就是共發(fā)射極放大器。

1.共發(fā)射極放大器

共發(fā)射極放大器是應(yīng)用最廣泛的放大器。所謂的共發(fā)射極放大器就是信號(hào)輸入和信號(hào)輸出都要依靠發(fā)射極完成的放大器。圖6-1所示是一種典型的共發(fā)射極放大器。在該放大器內(nèi)，VT 是放大管，C1 是輸入信號(hào)耦合電容，C2 是輸出信號(hào)耦合電容，R1、R2 是VT 基極的直流偏置電阻，R3 是VT 的集電極負(fù)載電阻，VCC 是供電電壓，Ui 是輸入信號(hào)，Uo 是輸出信號(hào)。

圖6-1　共發(fā)射極放大器及信號(hào)波形

(1)直流偏置

供電電壓VCC 通過(guò)R1、R2 分壓后，加到VT 的基極，為基極提供直流偏置電壓，基極電壓Ub≈VCCR2 /(R1 + R2)。流過(guò)R1 的電流分兩路到地：一路通過(guò)R2 到地，另一路通過(guò)VT 的發(fā)射結(jié)到地。

(2)信號(hào)放大過(guò)程

輸入信號(hào)Ui 經(jīng)C1 耦合到VT 的基極，使VT 的基極電流Ib 隨Ui 變化而變化，致使VT 的集電極電流Ic 隨之變化，并且變化量為βIb。Ic 在R3 兩端產(chǎn)生隨之變化的壓降U3，而VCC 減去U3 就是VT 的集電極電壓Uc。因此，Uc 與Ui 的相位相反，也就是說(shuō)，該放大器屬于倒相放大器。Uc 經(jīng)C2 耦合后得到交流輸出信號(hào)Uo。

通過(guò)以上分析可知，共發(fā)射極放大器不僅有電流放大功能，而且還有電壓放大功能。

2.共集電極放大器

共集電極放大器也是應(yīng)用十分廣泛的一種放大器。圖6-2所示是一種典型的共集電極放大器。在該放大器內(nèi)，VT 是放大管，C1 是輸入信號(hào)耦合電容，C2 是輸出信號(hào)耦合電容，R1 是VT 基極的直流偏置電阻，R2 是VT 的發(fā)射極電阻，VCC 是供電電壓，Ui 是輸入信號(hào)，Uo 是輸出信號(hào)。

圖6-2　共集電極放大器及信號(hào)波形

提示

前面我們?cè)榻B過(guò)，放大器哪個(gè)極交流接地，該放大器就屬于哪類放大器，有的讀者可能要問(wèn)，圖6-2 中的VT 的集電極并未接地，它怎么就是共集電極放大器呢?這是因?yàn)殡娫碫CC 的內(nèi)阻較小，并且電源兩端都會(huì)接有大容量的濾波電容，所以電源在交流狀態(tài)下相當(dāng)于短路。因此，VT 的集電極是通過(guò)電源VCC 及其濾波電容接地的。

(1)直流偏置

電源電壓VCC 通過(guò)R1 限流加到VT 的基極，為基極提供直流偏置電壓。基極電流Ib≈(VCC-Ube)/[R1+(1+β)R2]，基極電流回路是：VCC→R1→VT 的發(fā)射結(jié)→R2→地。

(2)信號(hào)放大

輸入信號(hào)Ui 經(jīng)C1 耦合到VT 的基極，使VT 的基極電流Ib 隨Ui 變化而變化，致使VT 的發(fā)射極電流Ie 隨之變化，并且變化量為(1 + β)Ib。Ie 在R2 兩端產(chǎn)生隨之變化的壓降U2。U2 經(jīng)C2 耦合后得到交流輸出信號(hào)Uo。由于Uo 與Ui 的相位相同，所以該放大器也叫射極跟隨放大器，簡(jiǎn)稱射極跟隨器。

通過(guò)以上分析可知，共集電極放大器的輸入信號(hào)Ui 是從放大器的基極、發(fā)射極之間輸入的，輸出信號(hào)Uo 取自發(fā)射極。由于U2 等于Ub−0.6V，所以該放大器僅有電流放大功能，而沒(méi)有電壓放大功能。

提示

由于共集電極放大器具有輸入阻抗高、輸出阻抗低的優(yōu)點(diǎn)，所以在多級(jí)放大電路中，通常利用共集電極放大器將前級(jí)和后級(jí)放大器進(jìn)行隔離，由它對(duì)信號(hào)進(jìn)行緩沖放大，以免前、后級(jí)放大器互相影響。又因共集電極放大器具有電流放大功能，所以不僅串聯(lián)穩(wěn)壓電源采用此類放大器，而且有的多級(jí)放大電路的末級(jí)放大器也采用此類放大器。

3.共基極放大器

共基極放大器的應(yīng)用較前兩種放大器要少得多。圖6-3所示是一種典型的共基極放大器。在該放大器內(nèi)，VT 是放大管，C1 是輸入信號(hào)耦合電容，C2 是輸出信號(hào)耦合電容，C3 是基極的交流接地電容，R1、R2 是VT 基極的直流偏置電阻，R3 是VT 的集電極負(fù)載電阻，R4是VT 的發(fā)射極電阻，VCC 是供電電壓，Ui 是輸入信號(hào)，Uo 是輸出信號(hào)。

圖6-3　共基極放大器及信號(hào)波形

(1)直流偏置

電源電壓VCC 不僅通過(guò)R3 加到VT 的集電極，為它供電，而且通過(guò)R1、R2 分壓后，加到VT 的基極，為基極提供直流偏置電壓，Ub≈VCCR2/(R1+R2)。流過(guò)R1 的電流分兩路到地：一路是通過(guò)R2 到地，另一路是通過(guò)VT 的發(fā)射結(jié)、R4 到地。

(2)信號(hào)放大

輸入信號(hào)Ui 經(jīng)C1 耦合到VT 的發(fā)射極，使VT 的發(fā)射極電流Ie 隨Ui 變化而變化，致使VT 的集電極電流Ic 隨之變化。Ic 在R3 兩端產(chǎn)生隨之變化的壓降U3，而VCC 減去U3 就是VT 的集電極電壓Uc。因?yàn)閁c 與Ui 同步變化，所以相位相同。Uc 經(jīng)C2 耦合后得到交流輸出信號(hào)Uo。

提示

共基極放大器具有高頻特性好的優(yōu)點(diǎn)，但也存在輸入阻抗小和輸出阻抗大的缺點(diǎn)。因此，該放大器主要應(yīng)用在高頻信號(hào)放大電路。

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