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共發射極放大器中元器件作用的分析

發布時間:2012/1/10 11:36:48 訪問次數:2120

     掌握了單級共發射極放大器中各元器件的作用后,P87C54SBBB可以輕松地分析其他類型的放大器電路,了解其各元器件作用和工作原理。
    1.集電極負載電阻作用分析
    圖15-3所示是集電極負載電阻電路。Rl是VT1的集電極負載電阻,它有兩個具體作用。

                 
    (1)為三極管提供集電極直流工作電壓和集電極電流。
    (2)將三極管集電極電流的變化轉換成集電極電壓的變化。
    集電極電壓Uc等于直流電壓+V減去Rl上的壓降。當集電極電流Ic變化時,篥電極負載電阻Rl上的壓降也變化,由于+V不變,所以集電極電壓酞相應變化,可見通過集電極負載電阻能將集電極電流的變化轉換成集電極電壓的變化。
    2.輸出端耦合電容作用分析
    圖15-4所示是輸出端耦合電容作用示意圖。VT1集電極上是交流疊加在直流上的復合電壓。由于Cl的隔直流通交流作用,集電極上的直流電壓被隔離,通過Cl后只有交流電壓,其電壓幅度與VT1集電極上的交流電壓幅度相等。

                  
    輸出端耦合電容容量大,對交流信號容抗近似為零,所以電路分析中認為耦合電容對信號傳輸無損耗。
    3.輸入端耦合電容作用分析
    圖15-5所示是輸入端耦合電容作用示意圖,Cl是輸入端耦合電容。

                  
    如果沒有Cl的隔直流作用(相當于Cl兩根引腳接通),VT1基極上的直流電壓會被Ll短路到地。
    如果沒有Cl的通交流作用(相當于Cl兩根引腳斷開),信號源Ll上的信號無法加到VT1基極。
    從圖中可以看出,加到VT1基極的交流輸入信號電壓與Rl提供的直流電壓疊加,一起送入VT1基極,交流輸入信號是“騎”在直流電壓上的,如圖15-6所示。

                    
    4.耦合電容對交流信號的影響
    圖15-7所示是輸入端耦合電容對交流信號影響示意圖,輸出端耦合電容也一樣。
    輸入端和輸出端耦合電容對交流信號的影響是多方面的,有時還是相互矛盾的,例如耦合電容的容量增大了,對低頻信號有益,但是增大了電路的噪聲。

                    
    (1)對信號幅度的影響。耦合電容的容量大,則容抗小,對信號幅度衰減小,反之則大。放大器工作頻率低,則要求的耦合電容容量大,因為頻率低,電容的容抗大,加大容量才能降低容抗。音頻放大器中耦合電容的容量比高頻放大器的大,因為音頻信號頻率低,高頻信號頻率高。
    (2)對噪聲的影響。耦合電容串聯在信號傳輸回路中,它產生的噪聲直接影響放大器的噪聲,特別是前級放大器中的耦合電容;輸入端耦合電容比輸出端耦合電容的影響更大,因為耦合電容產生的噪聲被后級放大器所放大。由于耦合電容的容量越大,其噪聲越大,所以在滿足了足夠小容抗的前提下,耦合電容容量要盡可能小。
    (3)對各頻率信號的影響。放大器工作頻率有一定范圍,耦合電容主要對低頻率信號幅度衰減有影響,因為頻率低,它的容抗大,所以選擇耦合電容時其容量要使它對低頻信號的容抗足夠小。
    5.基極偏置電阻R1作用分析
    基極偏置電阻Rl構成VT1固定式偏置電路,Rl的阻值大小決定了VT1靜態偏置電流的大小,而靜態偏置電流的大小就決定了三極管對信號的放大狀態。根據Rl阻值大小不同,共有下列3種情況。
    (1)基極偏置電阻Rl阻值恰當。基極偏置電阻Rl阻值恰當時,VT1基極電流(電壓)、集電極電流(電壓)恰當,交流信號疊加在直流上的位置恰當,交流電壓不失真,如圖15-8所示。

                 
    (2) Rl阻值偏小。當Rl阻值偏小時,VT1基極電流偏大,輸入信號的正半周頂部容易進入三極管的飽和區,造成削項失真,如圖15-9所示.

                   


 

     掌握了單級共發射極放大器中各元器件的作用后,P87C54SBBB可以輕松地分析其他類型的放大器電路,了解其各元器件作用和工作原理。
    1.集電極負載電阻作用分析
    圖15-3所示是集電極負載電阻電路。Rl是VT1的集電極負載電阻,它有兩個具體作用。

                 
    (1)為三極管提供集電極直流工作電壓和集電極電流。
    (2)將三極管集電極電流的變化轉換成集電極電壓的變化。
    集電極電壓Uc等于直流電壓+V減去Rl上的壓降。當集電極電流Ic變化時,篥電極負載電阻Rl上的壓降也變化,由于+V不變,所以集電極電壓酞相應變化,可見通過集電極負載電阻能將集電極電流的變化轉換成集電極電壓的變化。
    2.輸出端耦合電容作用分析
    圖15-4所示是輸出端耦合電容作用示意圖。VT1集電極上是交流疊加在直流上的復合電壓。由于Cl的隔直流通交流作用,集電極上的直流電壓被隔離,通過Cl后只有交流電壓,其電壓幅度與VT1集電極上的交流電壓幅度相等。

                  
    輸出端耦合電容容量大,對交流信號容抗近似為零,所以電路分析中認為耦合電容對信號傳輸無損耗。
    3.輸入端耦合電容作用分析
    圖15-5所示是輸入端耦合電容作用示意圖,Cl是輸入端耦合電容。

                  
    如果沒有Cl的隔直流作用(相當于Cl兩根引腳接通),VT1基極上的直流電壓會被Ll短路到地。
    如果沒有Cl的通交流作用(相當于Cl兩根引腳斷開),信號源Ll上的信號無法加到VT1基極。
    從圖中可以看出,加到VT1基極的交流輸入信號電壓與Rl提供的直流電壓疊加,一起送入VT1基極,交流輸入信號是“騎”在直流電壓上的,如圖15-6所示。

                    
    4.耦合電容對交流信號的影響
    圖15-7所示是輸入端耦合電容對交流信號影響示意圖,輸出端耦合電容也一樣。
    輸入端和輸出端耦合電容對交流信號的影響是多方面的,有時還是相互矛盾的,例如耦合電容的容量增大了,對低頻信號有益,但是增大了電路的噪聲。

                    
    (1)對信號幅度的影響。耦合電容的容量大,則容抗小,對信號幅度衰減小,反之則大。放大器工作頻率低,則要求的耦合電容容量大,因為頻率低,電容的容抗大,加大容量才能降低容抗。音頻放大器中耦合電容的容量比高頻放大器的大,因為音頻信號頻率低,高頻信號頻率高。
    (2)對噪聲的影響。耦合電容串聯在信號傳輸回路中,它產生的噪聲直接影響放大器的噪聲,特別是前級放大器中的耦合電容;輸入端耦合電容比輸出端耦合電容的影響更大,因為耦合電容產生的噪聲被后級放大器所放大。由于耦合電容的容量越大,其噪聲越大,所以在滿足了足夠小容抗的前提下,耦合電容容量要盡可能小。
    (3)對各頻率信號的影響。放大器工作頻率有一定范圍,耦合電容主要對低頻率信號幅度衰減有影響,因為頻率低,它的容抗大,所以選擇耦合電容時其容量要使它對低頻信號的容抗足夠小。
    5.基極偏置電阻R1作用分析
    基極偏置電阻Rl構成VT1固定式偏置電路,Rl的阻值大小決定了VT1靜態偏置電流的大小,而靜態偏置電流的大小就決定了三極管對信號的放大狀態。根據Rl阻值大小不同,共有下列3種情況。
    (1)基極偏置電阻Rl阻值恰當。基極偏置電阻Rl阻值恰當時,VT1基極電流(電壓)、集電極電流(電壓)恰當,交流信號疊加在直流上的位置恰當,交流電壓不失真,如圖15-8所示。

                 
    (2) Rl阻值偏小。當Rl阻值偏小時,VT1基極電流偏大,輸入信號的正半周頂部容易進入三極管的飽和區,造成削項失真,如圖15-9所示.

                   


 

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