共發(fā)射極放大器的特性和偏置,共發(fā)射極放大電路應(yīng)用
來源:互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布者:兩手空空 關(guān)鍵詞: 共發(fā)射極 更新時(shí)間: 2025/03/11
這種配置稱為共發(fā)射極配置,因?yàn)檫@里發(fā)射極用作輸入基極信號和輸出負(fù)載的公共負(fù)端子。換句話說,發(fā)射極端子成為輸入級和輸出級的參考端(意味著基極和集電極端共用)。
常見的發(fā)射極放大器是最常用的晶體管配置,如圖所示。3.13 以下 PNP 和 NPN 晶體管。
基本上,這里晶體管基極端子用作輸入,集電極配置為輸出,發(fā)射極與兩者共用(例如,如果晶體管是NPN,則發(fā)射極可以連接到接地線參考),因此它被稱為共發(fā)射極。對于FET,類似電路稱為共源放大器。
常見發(fā)射器特性
就像這里的公共基極配置一樣,兩個(gè)特性范圍對于充分解釋共發(fā)射極設(shè)置的性質(zhì)也變得至關(guān)重要:一個(gè)用于輸入或基極-發(fā)射極電路,另一個(gè)用于輸出或集電極-發(fā)射極電路。
這兩組如圖所示。下文3.14:
發(fā)射極、集電極和基極的電流流向按照標(biāo)準(zhǔn)常規(guī)規(guī)則指示。
盡管配置已更改,但在我們以前的公共基本配置中建立的當(dāng)前流的關(guān)系仍然適用于此處,無需進(jìn)行任何修改。
這可以表示為:I E = I C + IB 和I C =I E。
對于我們目前的共發(fā)射極配置,指示的輸出特性是一組選定輸入電流值(IB)的輸出電流(IC)與輸出電壓(VCE)的圖形表示。
輸入特性可以看作是一組給定輸出電壓值(V CE)
觀察圖的特點(diǎn)。3.14 表示 IB 的值,單位為微安,而不是 IC 的毫安。
我們還發(fā)現(xiàn),IB的曲線不像在共基極配置中為IE實(shí)現(xiàn)的曲線那樣完全水平,這意味著集電極到發(fā)射極電壓具有影響基極電流值的能力。
共發(fā)射器配置的有效區(qū)域可以理解為右上象限中具有最大線性度的部分,這意味著IB的曲線趨于幾乎筆直且均勻分布的特定區(qū)域。
在圖內(nèi)。3.14a 在VCEsat處的垂直虛線右側(cè)和IB等于零的曲線上可以看到該區(qū)域。VCEsat左側(cè)的區(qū)域稱為飽和區(qū)域。
在共發(fā)射極放大器的有源區(qū)域內(nèi),集電極-基極結(jié)將反向偏置,而基極-發(fā)射極結(jié)將正向偏置。
如果您還記得這些因素與在公共基礎(chǔ)設(shè)置的活動(dòng)區(qū)域中持續(xù)存在的因素完全相同。共發(fā)射極配置的有源區(qū)域可用于電壓、電流或功率放大。
與共基極配置相比,共發(fā)射極配置的截止區(qū)域似乎沒有很好的表征。注意,在收集器特性圖中。3.14 IC實(shí)際上并不對應(yīng)于零,而IB為零。
對于共基極配置,當(dāng)輸入電流IE恰好接近零時(shí),集電極電流僅等于反向飽和電流ICO,以便曲線IE= 0和電壓軸為一,適用于所有實(shí)際應(yīng)用。
收集器特性這種變化的原因可以通過對方程的適當(dāng)修改來評估。(3.3) 和 (3.6)。如下所述:
評估上述討論的場景,其中IB = 0 A,并通過替換α的典型值(如0.996),我們能夠獲得如下所示的合集電極電流:
如果我們將ICBO視為1 μA,則IB = 0 A時(shí)產(chǎn)生的集電極電流將為250(1 μA) = 0.25 mA,如圖所示的特性。3.14.
在我們以后的所有討論中,由條件IB = 0 μA建立的集電極電流將具有由以下公式(3.9)確定的符號。
基于上述新建立電流的條件可以在下面的圖3.15中使用上述參考方向可視化。
為了在共發(fā)射極模式下以最小的失真實(shí)現(xiàn)放大,截止時(shí)間由集電極電流IC = ICEO確定。
這意味著應(yīng)避免小于IB = 0 μA的面積,以確保放大器輸出干凈且不失真。
常見發(fā)射極電路的工作原理
如果您希望配置像邏輯開關(guān)一樣工作,例如使用微處理器,配置將顯示幾個(gè)感興趣的操作點(diǎn):第一個(gè)作為截止點(diǎn),另一個(gè)作為飽和區(qū)域。
對于指定的VCE電壓,截止時(shí)間可以理想地設(shè)置為IC = 0 mA。
由于對于所有硅BJT來說,ICEO i通常都很小,因此當(dāng)IB = 0 μA或IC = I CEO
如果您還記得在公共基本配置中,輸入特性集大約通過直線等效值建立,導(dǎo)致結(jié)果VBE = 0.7 V,對于大于0 mA的所有IE級別
我們也可以對共發(fā)射器配置應(yīng)用相同的方法,這將產(chǎn)生如圖所示的近似等效值。3.16.
圖3.16 圖3.14 圖所示二極管特性的分段線性等效物《》。《》b.
結(jié)果符合或我們之前的推導(dǎo),根據(jù)該推導(dǎo),BJT在有源區(qū)域或ON狀態(tài)下的基極發(fā)射極電壓將為0.7V,無論基極電流如何,這都將是固定的。
求解實(shí)際例 3.2
如何偏置共發(fā)射極放大器
適當(dāng)偏置共發(fā)射極放大器的建立方式可以與為共基網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的方式相同。
假設(shè)您有一個(gè)npn晶體管,如圖所示。3.19a,并希望通過它強(qiáng)制執(zhí)行正確的偏置,以便在活動(dòng)區(qū)域建立BJT。
為此,您需要首先指示晶體管符號中的箭頭標(biāo)記所證明的IE方向(見圖3.19b)。在此之后,您需要嚴(yán)格按照基爾霍夫的當(dāng)前定律關(guān)系建立其他當(dāng)前方向:IC +
IB = IE。
隨后,您必須引入具有正確極性的電源線,以補(bǔ)充 IB 和 IC 的方向,如圖所示。3.19c,最后結(jié)束程序。
以類似的方式,pnp BJT也可能在其共發(fā)射極模式下偏置,為此,您只需反轉(zhuǎn)圖的所有極性即可。3.19
典型應(yīng)用:
低頻電壓放大器
下面演示了共發(fā)射極放大器電路使用的標(biāo)準(zhǔn)圖示。
交流耦合電路的功能類似于電平轉(zhuǎn)換器放大器。在這種情況下,基極-發(fā)射極壓降應(yīng)該在0.7伏左右。
輸入電容C去除了輸入的任何直流元件,而電阻R1和R2用于偏置晶體管,使其在整個(gè)輸入范圍內(nèi)處于活動(dòng)狀態(tài)。輸出是輸入交流分量的顛倒復(fù)制,該分量已由RC/RE比率升壓,并通過由所有4個(gè)電阻決定的測量。
由于RC通常非常大,因此該電路的輸出阻抗可能非常大。為了盡量減少這種擔(dān)憂,RC保持盡可能小,放大器配有電壓緩沖器,如發(fā)射極跟隨器。
射頻電路
共發(fā)射極放大器有時(shí)也用于射頻電路,例如放大通過天線的微弱信號。在這種情況下,它通常由負(fù)載電阻代替,負(fù)載電阻包括調(diào)諧電路。
這可以通過將帶寬限制在整個(gè)所需工作頻率內(nèi)結(jié)構(gòu)的某個(gè)薄帶來實(shí)現(xiàn)。
更重要的是,它允許電路在更大的頻率下工作,因?yàn)檎{(diào)諧電路使其能夠諧振任何電極間電容和運(yùn)行電容,這通常會(huì)禁止頻率響應(yīng)。普通發(fā)射器也可廣泛用作低噪聲放大器。
這里還沒有內(nèi)容,您有什么問題嗎?
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