共射极放大电路的应用案例

描述

一 使用NPN晶体管和负电源搭建放大电路

下图是采用NPN晶体管和负电源(V2=-15V)组成的共发射极放大电路。此电路的应用场景是针对电路中有负电源的情况。

虽然使用负电源,电路结构没有大的变化。只是和正电源相比,将后者的正电源改为GND,GND改为负电源。整个电路还是以GND为基准,因此需要格外关注电解电容的极性。

负电源

二 使用PNP晶体管和负电源搭建放大电路

下图是使用PNP晶体管和负电源组成的共射极放大电路。仍旧需要关注电容极性。

负电源

三 使用正负电源的电路

下图是使用正电源和负电源搭建的放大电路。即使晶体管的基极偏置电压在0V,也可以工作。基极通过R2=10KR到GND,将基极偏置电压设定在0V。因为基极电压为0V,因此可以省去输入端的串联耦合电容。没有了这颗串联耦合电容,可以提高放大电路的低频性能。因为耦合电容和输入阻抗会形成高通滤波器,没有了耦合电容,高通滤波器的低频特性会好一些。它可以用在放大极低频率信号的电路中。

负电源

此电路的发射极电阻由R1R4和C6组成。其中R4和R3确定电路的直流工作点。R1R4和R3确定电路的交流放大倍数。R4和R1的并联阻抗是812欧姆。如果没有R1和C6,R4直接设定为812欧姆。由R3和R4确定的直流工作点,没有放大功能。

负电源

四 低电源电压放大电路

下图是用于电源电压较低环境下的放大电路。例如早期使用5号电池驱动的手持设备,其中的模拟MIC放大电路。一节干电池的电压只有1.5V,而且随着工作时间的增加,电池电压会持续下降。电路中,基极偏置电阻上,添加一颗二极管。目的是用二极管的正向压降VF抬高基极电压,即使电池电压比较低时,VBE仍旧正偏,能够进行放大工作。VIN=50mV是模拟mic的初始电信号,Vout是V2分别=1.5V、1.4V、1.3V、1.2V、1.1V、1.0V时的波形。

负电源

如果没有D1存在,输出波形如下:

负电源

下图是有二极管和没有二极管时,偏置电压的仿真结果。有二极管的电路,基极偏置电压被抬升了。

负电源

五 两相信号发生电路

如下电路两相信号发生电路。此电路基于“共发射极放大电路的输出信号相位反向180度”和“发射极信号跟随基极信号”,产生相位偏差180度的两个信号。

R3和R4的阻值一致,因此此电路没有放大功能。此电路可以用来产生差分信号,这两个输出信号幅度相同,相位相差180度。负载端,接收两个信号的差值。有效信号和噪声在两个信号线上同时传输,在接收方噪声被抵消。可以长距离抗噪声传输。

不过此电路的反向输出VoutN的输出阻抗大(R3),不能直接用该电路驱动电缆。需要在后级连接射极跟随器,使电路的输出阻抗下降后再使用。它的正向输出阻抗是低的,可以直接驱动电缆。

要注意基极偏置电压的设定。当基极电位过于接近电源电压时,反相输出的最大电压变小。当基极电位过于接近GND时,正向输出的最大电压变小。

负电源

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