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共发射极放大器中元器件作用的分析

发布时间:2012/1/10 11:36:48 访问次数:2133

     掌握了单级共发射极放大器中各元器件的作用后,P87C54SBBB可以轻松地分析其他类型的放大器电路,了解其各元器件作用和工作原理。
    1.集电极负载电阻作用分析
    图15-3所示是集电极负载电阻电路。Rl是VT1的集电极负载电阻,它有两个具体作用。

                 
    (1)为三极管提供集电极直流工作电压和集电极电流。
    (2)将三极管集电极电流的变化转换成集电极电压的变化。
    集电极电压Uc等于直流电压+V减去Rl上的压降。当集电极电流Ic变化时,篥电极负载电阻Rl上的压降也变化,由于+V不变,所以集电极电压酞相应变化,可见通过集电极负载电阻能将集电极电流的变化转换成集电极电压的变化。
    2.输出端耦合电容作用分析
    图15-4所示是输出端耦合电容作用示意图。VT1集电极上是交流叠加在直流上的复合电压。由于Cl的隔直流通交流作用,集电极上的直流电压被隔离,通过Cl后只有交流电压,其电压幅度与VT1集电极上的交流电压幅度相等。

                  
    输出端耦合电容容量大,对交流信号容抗近似为零,所以电路分析中认为耦合电容对信号传输无损耗。
    3.输入端耦合电容作用分析
    图15-5所示是输入端耦合电容作用示意图,Cl是输入端耦合电容。

                  
    如果没有Cl的隔直流作用(相当于Cl两根引脚接通),VT1基极上的直流电压会被Ll短路到地。
    如果没有Cl的通交流作用(相当于Cl两根引脚断开),信号源Ll上的信号无法加到VT1基极。
    从图中可以看出,加到VT1基极的交流输入信号电压与Rl提供的直流电压叠加,一起送入VT1基极,交流输入信号是“骑”在直流电压上的,如图15-6所示。

                    
    4.耦合电容对交流信号的影响
    图15-7所示是输入端耦合电容对交流信号影响示意图,输出端耦合电容也一样。
    输入端和输出端耦合电容对交流信号的影响是多方面的,有时还是相互矛盾的,例如耦合电容的容量增大了,对低频信号有益,但是增大了电路的噪声。

                    
    (1)对信号幅度的影响。耦合电容的容量大,则容抗小,对信号幅度衰减小,反之则大。放大器工作频率低,则要求的耦合电容容量大,因为频率低,电容的容抗大,加大容量才能降低容抗。音频放大器中耦合电容的容量比高频放大器的大,因为音频信号频率低,高频信号频率高。
    (2)对噪声的影响。耦合电容串联在信号传输回路中,它产生的噪声直接影响放大器的噪声,特别是前级放大器中的耦合电容;输入端耦合电容比输出端耦合电容的影响更大,因为耦合电容产生的噪声被后级放大器所放大。由于耦合电容的容量越大,其噪声越大,所以在满足了足够小容抗的前提下,耦合电容容量要尽可能小。
    (3)对各频率信号的影响。放大器工作频率有一定范围,耦合电容主要对低频率信号幅度衰减有影响,因为频率低,它的容抗大,所以选择耦合电容时其容量要使它对低频信号的容抗足够小。
    5.基极偏置电阻R1作用分析
    基极偏置电阻Rl构成VT1固定式偏置电路,Rl的阻值大小决定了VT1静态偏置电流的大小,而静态偏置电流的大小就决定了三极管对信号的放大状态。根据Rl阻值大小不同,共有下列3种情况。
    (1)基极偏置电阻Rl阻值恰当。基极偏置电阻Rl阻值恰当时,VT1基极电流(电压)、集电极电流(电压)恰当,交流信号叠加在直流上的位置恰当,交流电压不失真,如图15-8所示。

                 
    (2) Rl阻值偏小。当Rl阻值偏小时,VT1基极电流偏大,输入信号的正半周顶部容易进入三极管的饱和区,造成削项失真,如图15-9所示.

                   


 

     掌握了单级共发射极放大器中各元器件的作用后,P87C54SBBB可以轻松地分析其他类型的放大器电路,了解其各元器件作用和工作原理。
    1.集电极负载电阻作用分析
    图15-3所示是集电极负载电阻电路。Rl是VT1的集电极负载电阻,它有两个具体作用。

                 
    (1)为三极管提供集电极直流工作电压和集电极电流。
    (2)将三极管集电极电流的变化转换成集电极电压的变化。
    集电极电压Uc等于直流电压+V减去Rl上的压降。当集电极电流Ic变化时,篥电极负载电阻Rl上的压降也变化,由于+V不变,所以集电极电压酞相应变化,可见通过集电极负载电阻能将集电极电流的变化转换成集电极电压的变化。
    2.输出端耦合电容作用分析
    图15-4所示是输出端耦合电容作用示意图。VT1集电极上是交流叠加在直流上的复合电压。由于Cl的隔直流通交流作用,集电极上的直流电压被隔离,通过Cl后只有交流电压,其电压幅度与VT1集电极上的交流电压幅度相等。

                  
    输出端耦合电容容量大,对交流信号容抗近似为零,所以电路分析中认为耦合电容对信号传输无损耗。
    3.输入端耦合电容作用分析
    图15-5所示是输入端耦合电容作用示意图,Cl是输入端耦合电容。

                  
    如果没有Cl的隔直流作用(相当于Cl两根引脚接通),VT1基极上的直流电压会被Ll短路到地。
    如果没有Cl的通交流作用(相当于Cl两根引脚断开),信号源Ll上的信号无法加到VT1基极。
    从图中可以看出,加到VT1基极的交流输入信号电压与Rl提供的直流电压叠加,一起送入VT1基极,交流输入信号是“骑”在直流电压上的,如图15-6所示。

                    
    4.耦合电容对交流信号的影响
    图15-7所示是输入端耦合电容对交流信号影响示意图,输出端耦合电容也一样。
    输入端和输出端耦合电容对交流信号的影响是多方面的,有时还是相互矛盾的,例如耦合电容的容量增大了,对低频信号有益,但是增大了电路的噪声。

                    
    (1)对信号幅度的影响。耦合电容的容量大,则容抗小,对信号幅度衰减小,反之则大。放大器工作频率低,则要求的耦合电容容量大,因为频率低,电容的容抗大,加大容量才能降低容抗。音频放大器中耦合电容的容量比高频放大器的大,因为音频信号频率低,高频信号频率高。
    (2)对噪声的影响。耦合电容串联在信号传输回路中,它产生的噪声直接影响放大器的噪声,特别是前级放大器中的耦合电容;输入端耦合电容比输出端耦合电容的影响更大,因为耦合电容产生的噪声被后级放大器所放大。由于耦合电容的容量越大,其噪声越大,所以在满足了足够小容抗的前提下,耦合电容容量要尽可能小。
    (3)对各频率信号的影响。放大器工作频率有一定范围,耦合电容主要对低频率信号幅度衰减有影响,因为频率低,它的容抗大,所以选择耦合电容时其容量要使它对低频信号的容抗足够小。
    5.基极偏置电阻R1作用分析
    基极偏置电阻Rl构成VT1固定式偏置电路,Rl的阻值大小决定了VT1静态偏置电流的大小,而静态偏置电流的大小就决定了三极管对信号的放大状态。根据Rl阻值大小不同,共有下列3种情况。
    (1)基极偏置电阻Rl阻值恰当。基极偏置电阻Rl阻值恰当时,VT1基极电流(电压)、集电极电流(电压)恰当,交流信号叠加在直流上的位置恰当,交流电压不失真,如图15-8所示。

                 
    (2) Rl阻值偏小。当Rl阻值偏小时,VT1基极电流偏大,输入信号的正半周顶部容易进入三极管的饱和区,造成削项失真,如图15-9所示.

                   


 

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