关于三极管单管共射电路的输出电阻

核心提示根据输出电阻的定义,输入端短路即Ib=0?则βIb=0?那么相当恒流源开路,切断了输入端与输出端的联系,当然就跟电阻Re没关系了,所以ro=Rc?就这么简单,无需复杂推导。定义本身就明确输入端短路,输出端负载开路,也就是说假设输出端短路没意

根据输出电阻的定义,输入端短路即Ib=0?则βIb=0?那么相当恒流源开路,切断了输入端与输出端的联系,当然就跟电阻Re没关系了,所以ro=Rc?就这么简单,无需复杂推导。定义本身就明确输入端短路,输出端负载开路,也就是说假设输出端短路没意义,有必要做无用功吗?

由于输入端短路即Ib=0?则βIb=0?那么相当恒流源开路(哪个是恒流源,知道吧),切断了输入端与输出端的联系,输出电阻和输入回路没有丝毫关系(包括Re)。所以射极电阻Re有没有旁路电容对输出电阻没影响。

三极管电流从哪一极输入,哪一极输出?如何实现放大功能?是放大信号、电流、还是电压?

三极管放大电路原理

一、放大电路的组成与各元件的作用

Rb和Rc:提供适合偏置--发射结正偏,集电结反偏。C1、C2是隔直(耦合)电容,隔直流通交流。

共射放大电路

Vs ,Rs:信号源电压与内阻; RL:负载电阻,将集电极电流的变化△ic转换为集电极与发射极间的电压变化△VCE

二、放大电路的基本工作原理

静态(Vi=0,假设工作在放大状态) 分析,又称直流分析,计算三极管的电流和极间电压值,应采用直流通路(电容开路)。

基极电流:IB=IBQ=(VCC-VBEQ)/Rb

集电极电流:IC=ICQ=βIBQ

集-射间电压:VCE=VCEQ=VCC-ICQRc动态(vi≠0)分析:

,,

 

 ,

 ,

 其中。

放大电路对信号的放大作用是利用三极管的电流控制作用来实现 ,其实质上是一种能量转换器。

三、构成放大电路的基本原则

放大电路必须有合适的静态工作点:直流电源的极性与三极管的类型相配合,电阻的设置要与电源相配合,以确保器件工作在放大区。输入信号能有效地加到放大器件的输入端,使三极管输入端的电流或电压跟随输入信号成比例变化,经三极管放大后的输出信号(如ic=β*ib)应能有效地转变为负载上的输出电压信号。

电压传输特性和静态工作点

一、单管放大电路的电压传输特性

图解分析法:

输出回路方程:

输出特性曲线:

AB段:截止区,对应于输出特性曲线中iB<0的部分。

BCDEFG段:放大区

GHI段:饱和区

作为放大应用时:Q点应置于E处(放大区中心)。若Q点设置C处,易引起载止失真。若Q点设置F处,易引起饱和失真。

用于开关控制场合:工作在截止区和饱和区上。

二、单管放大电路静态工作点(公式法计算)

单电源固定偏置电路:选择合适的Rb,Rc,使电路工作在放大状态。

工作点稳定的偏置电路:该方法为近似估算法。

分压式偏置电路:

稳定工作点的另一种解释:温度T↑→IC↑→IE↑→VE↑(=IERe)↓(VB固定) ,则 IC↓ IB↓ VBE↓ (=VB-VE)。

在静态情况下,温度上升引起IC增加,由于基极电位VB基本固定,该电流增量通过Re产生负反馈,迫使IC自动下降,使Q点保持稳定。Re愈大,负反馈作用愈强,稳定性也愈好。但Re过大,输出的动态范围(ΔVCE)变小,易引起失真。Rb1、Rb2愈小,VB愈稳定。但它们过小将使放大能力下降。工程设计时,应综合考虑电阻阻值的影响。

经验公式:I1=(5~10)IBQ,VEQ=IEQRe=0.2VCC(或VEQ=1~3V)。

三极管的工作原理:三极管是电放逐大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。

把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的。三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。假如我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。那么根据电压计算公式U=R*I可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。

三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输进电压大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V)。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以以为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小,假如不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(由于小于0.7V时,基极电流都是0)。假如我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求,假如没有加偏置,那么只有对那些增加的信号放大,而对减小的信号无效(由于没有偏置时集电极电流为0,不能再减小了)。而加上偏置,事先让集电极有一定的电流,当输进的基极电流变小时,集电极电流就可以减小;当输进的基极电流增大时,集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。

饱和情况。由于受到电阻Rc的限制(Rc是固定值,那么最大电流为U/Rc,其中U为电源电压),集电极电流是不能无穷增加下往的。当基极电流的增大,不能使集电极电流继续增大时,三极管就进进了饱和状态。一般判定三极管是否饱和的准则是:Ib*β〉Ic。进进饱和状态之后,三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小,可以理解为一个开封闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用:当基极电流为0时,三极管集电极电流为0(这叫做三极管截止),相当于开关断开;当基极电流很大,以至于三极管饱和时,相当于开封闭合。假如三极管主要工作在截止和饱和状态,那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。

假如我们在上面这个图中,将电阻Rc换成一个灯泡,那么当基极电流为0时,集电极电流为0,灯泡灭。假如基极电流比较大时(大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数β),三极管就饱和,相当于开封闭合,灯泡就亮了。由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了,所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通断。假如基极电流从0慢慢增加,那么灯泡的亮度也会随着增加(在三极管未饱和之前)。

除了B极外,C和E极都是可以接负载的,C输出常用于电压放大;E通常用于电流放大。

 
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