模拟技术
基本放大电路
今天的任务比较艰巨,除了测试共基极放大电路的工作特性,我们还要对共射极、共集电极、共基极这三种组态的放大电路进行比较,从各自的工作特点说明分别适合用在哪些场合。
"Time goes by“,直接进入今天的共基极放大电路。
共基极放大电路
如下图所示,交流信号从发射极输入、集电极输出:
接下来对该电路分别进行直流分析和交流分析。
1.直流分析
对以上电路进行直流工作点分析,得到数据如下:
可见,
Vb≈1.97V(探针1)
Vc≈6.86V(探针2)
Ve≈1.35V(探针3)
满足放大条件,即三极管Q1工作在放大状态,可以进行小信号放大。
2.交流分析
图中,蓝色-通道A为输入信号波形,红色-通道B为输出信号波形。
2.1 电压放大倍数
根据仿真数据,得到:
2.2 电流放大倍数
根据仿真数据,得到:
2.3 输入电阻
交流信号源串接R=1kΩ的电阻,分别测量串接前后的输入电压Ui及U’i,则:
2.4 输出电阻
分别测量串接前后的输入电压Ui及U’i,则:
2.5 频率特性分析
三种组态放大电路的比较
综合共射极、共集电极、共基极的仿真数据,将主要性能指标列举如下(其中,AP=AIAIAU):
可见,
(1)共射极组态既能放大电压,又能放大电流,功率增益最强,所以广泛引用于各种放大器中;
(2)共集电极组态电压增益接近1,电流增益也较小,一般称为(射极)跟随器。利用其输入阻抗高、输出阻抗小的特点,用于阻抗匹配改善电压信号的负载效应。
例:如图,将Z1、Z2串联在一起而不加任何隔离措施,则 Z1与Z2将产生能量交换,导致Z≠Z1*Z2,利用共集电极组态的电压跟随特性,其输入阻抗大,防止从Z1吸取电流,其输出阻抗小,不因Z2轻易改变输出电压。
(3)共基极组态具有很强的电压增益,但是电流增益小于1,因此功率增益较小。较之另外两种组态,共基极组态一般用于射频(高频)电路,发挥其高频特性好的特点。
(4)频率特性:
主要考虑晶体管放大时(发射结导通)的结电容(不可避免)。
①共射极组态时,基极接收输入信号,发射结电容相当于引入低通滤波,导致高频特性差;
②共集电极组态时,基极接收输入信号,虽然有结电容,但是并不构成低通滤波,因此其高频特性不受影响;
③共基极组态时发射极接收输入信号,几乎没有结电容的影响,也就不存在低通滤波,因此其高频响应好(从频率响应曲线可见,共基极组态的截止频率要比共射极组态的截止频率高)。
通过以上比较说明,我们看到,放大电路的三种组态有不同的特点,适合用在不同的场合,在实际应用中,应根据需要进行选择。
至此,关于基本放大电路我们已经了解了很多很多,但是在具体应用时还是有许多疑问,相信只要坚持学习,肯定会有豁然开朗的一天,祝大家多多加油!
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