三极管的三种基本放大电路
- 格式:ppt
- 大小:2.60 MB
- 文档页数:12
放大电路的工作原理和三种基本放大组态放大电路里通常是晶体三极管、场效应管、集成运算放大器等,这些器件也称为有源器件。
共射放大电路如图所示。
V cc是集电极回路的直流电源,也是给放大电路提供能量的,一般在几伏到几十伏范围,以保证晶体三极管的发射结正向偏置、集电结反向偏置,使晶体三极管工作在放大区。
R c是集电极电阻,一般在几 K 至几十K 范围,它的作用是把集电极电流i C的变化变成集电极电压u CE的变化。
V BB是基极回路的直流电源,使发射结处于正向偏置,同时通过基极电阻R b提供给基极一个合适的基极电流I BQ,使三极管工作在放大区中适当的区域,这个电流I BQ常称为基极偏置电流,它决定着三极管的工作点,基极偏置电流I BQ是由V BB和基极电阻R b共同作用决定的,基极电阻R b一般在几十KΩ至几百KΩ范围。
如在输入端加上一个较小的正弦信号u i , 通过电容C1加到三极管的基极,从而引起基极电流i B在原来直流I BQ的基础上作相应的变化,由于u i是正弦信号,使i B随u i也相应地按正弦规律变化,这时的i B实际上是直流分流I BQ和交流分量i b迭加后的量。
同时i B的变化使集电极电流 i C 随之变化,因此i C也是直流分量I C和交流分量i c的迭加,但i C要比i B大得多(即β倍)。
电流i C在电阻R C上产生一个压降,集电极电压u CE =V CC-i C R L,这个集电极电压u CE也是由直流分量I C和交流分量 i C两部分迭加的。
这里的 u CE和 i C相位相反,即当 i C增大时, u CE减少。
由于C 2的隔直作用,使只有 u CE的交流分量通过电容C2作为放大电路的输出电压u O。
如电路参数选择适当,u O要比 u I的幅值要大得多,同时 u I与 u O的相位正好相反。
电路中各点的电流、电压波形如图所示。
放大电路的图解法放大电路有三种主要分析方法:一是图解法,二是微变等效电路法,三是计算机辅助分析法。
三极管的三种放大电路三极管是一种常用的电子元件,广泛应用于各种电路中。
它具有放大电压和电流的功能,因此被广泛应用于放大电路中。
本文将介绍三极管的三种常见放大电路:共射、共集和共基电路。
一、共射放大电路共射放大电路是最常见的三极管放大电路之一。
它的特点是输入信号与输出信号均通过三极管的集电极。
其工作原理是:当输入信号施加在基极上时,三极管的基极电流发生变化,进而控制集电极电流的变化。
这种变化通过负载电阻产生的电压变化,即为输出信号。
共射放大电路具有电压增益大、输入电阻高、输出电阻低等特点。
因此,它常被用于需要电压放大的场合,如音频放大器等。
二、共集放大电路共集放大电路是另一种常见的三极管放大电路。
它的特点是输入信号与输出信号均通过三极管的发射极。
其工作原理是:当输入信号施加在基极上时,三极管的基极电流发生变化,进而控制发射极电流的变化。
输出信号即为负载电阻处的电压变化。
共集放大电路具有电流放大特性,且输入输出之间具有相位相反的特点,因此常被用于需要电流放大的场合,如电压稳压器等。
三、共基放大电路共基放大电路是三极管放大电路中最不常见的一种。
它的特点是输入信号通过三极管的发射极,输出信号通过三极管的集电极。
其工作原理是:当输入信号施加在基极上时,三极管的基极电流发生变化,进而控制发射极电流的变化。
输出信号即为负载电阻处的电压变化。
共基放大电路具有电压放大特性,且输入输出之间具有相位相同的特点,因此常被用于需要频率放大的场合,如射频放大器等。
三极管的三种放大电路分别为共射、共集和共基电路。
它们分别具有不同的特点和应用场合。
共射放大电路适用于需要电压放大的场合,共集放大电路适用于需要电流放大的场合,共基放大电路适用于需要频率放大的场合。
了解和掌握这些放大电路的特点和工作原理,对于电子工程师和电子爱好者来说是非常重要的。
希望本文能够对读者有所启发和帮助。
除去信号的输入、输出端。
另一端就是共极三极管基本放大电路的三种组态组态一:共射电路组态二:共集电极电路共集电极组态基本放大电路如图所示。
(1)直流分析(2)交流分析放大倍数/输入电阻/输出电阻组态三:共基极放大电路共基组态放大电路如图交流、直流通路微变等效电路共基极组态基本放大电路的微变等效电路性能指标三种组态电路比较放大电路的三种基本组态2.6.1共集电极放大电路上图(a)是一个共集组态的单管放大电路,由上图(b)的等效电路可以看出,输入信号与输出信号的公共端是三极管的集电极,所以属于共集组态。
又由于输出信号从发射极引出,因此这种电路也称为射极输出器。
下面对共集电极放大电路进行静态和动态分析。
一、静态工作点根据上图(a)电路的基极回路可求得静态基极电流为二、电流放大倍数由上图(b)的等效电路可知三、电压放大倍数由上图(a)可得Re’=Re//RL由式(2.6.4)和(2.6.5)可知,共集电极放大电路的电流放大倍数大于1,但电压放大倍数恒小于1,而接近于1,且输出电压与输入电压同相,所以又称为射极跟随器。
四、输入电阻由图2.6.1(b)可得Ri=rbe+(1+β)Re’由上式可见,射极输出器的输入电阻等于rbe和(1+β)R、e相串连,因此输入电阻大大提高了。
由上式可见,发射极回路中的电阻R、e折合到基极回路,需乘(1+β)倍。
五、输出电阻在上图(b)中,当输出端外加电压U。
,而US=0时,如暂不考虑Re的作用,可得下图。
由图可得由上式可知,射极输出器的输出电阻等于基极回路的总电阻()除以(1+β),因此输出电阻很低,故带负载能力比较强。
由上式也可见,基极回路的电阻折合到发射极,需除以(1+β)。
2.6.2共基极放大电路上图(a)是共基极放大电路的原理性电路图。
由图可见,发射极电源VEE的极性保证三极管的发射结正向偏置,集电极电源VCC的极性保证集电结反向偏置,从而可以使三极管工作在放大区,因输入信号与输出信号的公共端是基极,因此属于共基组态。
除去信号的输入、输出端。
另一端就是共极三极管基本放大电路的三种组态组态一:共射电路组态二:共集电极电路共集电极组态基本放大电路如图所示(1)直流分析/『W B厂心訓【血斗⑴的』"叱亡―厶傀_ '忧_Wn流通路R产隔川4交流通路,(2)交流分析渤呼筲帥由淬迴園b2h放大倍数/输入电阻/输出电阻① 中Ifi 电压放人倍数 芜賽(1+处;碍"(1 + 0)化比较匸£和CU 组态放大电瞎的电压放大倍数公式.它们的分r 足"乘以输岀电极对地妁址漩这效负载屯 阻.分母都是三极管基极对地的交流输入电阻。
② 输入电阻尽"Ke 十(”®用L )]③ 输出电阳 将綸入信号 垣路,负载开 路异那 ,信 巧源短路,内阻 保留〃總=叫g 十码),R\ =尺〃鹉"甩 氏=[(1M )1* A 肛+心沪(底爪)共基组态放大电路如图生广冻*舟+玮广幷(1+”)P 先企) 死乩电苗电蹦组态三:共基极放大电路微变等效电路共基极组态基本放大电路的微变等效电路I「1仁矶o —1 +]&比tO■1—►b—性能指标① 电压放大倍数 弟=!&//&=十色型$he② 输入电限 R.=曲 jfe= 1 1L+0 % 1 协③ 输出电阻R 严氐交流、直流通路空流通路;三种组态电路比较■共射电路;电压和电流放大倍数均大,输入输岀电压相位相反,输岀输出电阻适中°常用于电压放大.・共集电路二电压放大倍数是小于且扌妾近于1的正数,具有电压跟随特点I输入电阳大’输岀电阻小.常作为电路的输入和输出级乜■共基电弟匕放大倍数同共射电路.输入电阻小,频率特性好.帘用作宽带庶大器口放大电路的三种基本组态2. 6. 1共集电极放大电路上图(a)是一个共集组态的单管放大电路,由上图(b)的等效电路可以看出,输入信号与输出信号的公共端是三极管的集电极,所以属于共集组态。
基极放大电路共基极的放大电路,如图1所示,图1 共基极放大电路主要应用在高频放大或振荡电路,其低输入阻抗及高输出阻抗的特性也可作阻抗匹配用。
电路特性归纳如下:输入端(EB之间)为正向偏压,因此输入阻抗低(约20~200 )输出端(CB之间)为反向偏压,因此输出阻抗高(约100k~1M )。
电流增益:虽然AI小于1,但是RL / Ri很大,因此电压增益相当高。
功率增益:由于AI小于1,所以功率增益不大。
共发射极放大电路共发射极的放大电路,如图2所示。
图2 共发射极放大电路因具有电流与电压放大增益,所以广泛应用在放大器电路。
其电路特性归纳如下:输入与输出阻抗中等(Ri约1k~5k ;RO约50k)。
电流增益:电压增益:负号表示输出信号与输入信号反相(相位差180°)。
功率增益:功率增益在三种接法中最大。
共集电极放大电路共集电极放大电路,如图3所示,图3 共集电极放大电路高输入阻抗及低输出阻抗的特性可作阻抗匹配用,以改善电压信号的负载效应。
其电路特性归纳如下:输入阻抗高(Ri约20k );输出阻抗低(RO约20)。
电流增益:电压增益:电压增益等于1,表示射极的输出信号追随着基极的输入信号,所以共集极放大器又称为射极随耦器(emitte r follow er)。
功率增益Ap= AI × Av≈β,功率增益低。
三极管三种放大电路特性比较。
三极管的三种放大电路三极管是一种常用的电子元件,它具有放大信号的特性,因此被广泛应用于各种放大电路中。
三极管的三种放大电路分别是共射放大电路、共基放大电路和共集放大电路。
1. 共射放大电路共射放大电路是最常见的三极管放大电路之一,它的特点是输入信号与输出信号都是相对于电源地的。
在共射放大电路中,三极管的发射极作为输入端,集电极作为输出端,基极则起到控制信号的作用。
共射放大电路的工作原理是:当输入信号加在基极上时,三极管的发射极电流会发生相应的变化,进而改变集电极电流,实现对输入信号的放大。
由于共射放大电路具有较大的电压增益和较小的输入阻抗,因此常用于需要较大信号放大的场合,如音频放大电路。
2. 共基放大电路共基放大电路是另一种常见的三极管放大电路,它的特点是输入信号与输出信号都是相对于基极的。
在共基放大电路中,三极管的基极作为输入端,发射极作为输出端,集电极则起到控制信号的作用。
共基放大电路的工作原理是:当输入信号加在基极上时,三极管的发射极电流会发生相应的变化,进而改变集电极电流,实现对输入信号的放大。
由于共基放大电路具有较大的电流增益和较小的输出阻抗,因此常用于需要较大电流放大的场合,如射频放大电路。
3. 共集放大电路共集放大电路是三极管放大电路中的第三种形式,它的特点是输入信号与输出信号都是相对于集电极的。
在共集放大电路中,三极管的集电极作为输入端,发射极作为输出端,基极则起到控制信号的作用。
共集放大电路的工作原理是:当输入信号加在集电极上时,三极管的发射极电流会发生相应的变化,进而改变集电极电流,实现对输入信号的放大。
由于共集放大电路具有较小的电压增益和较大的输入阻抗,因此常用于需要较小信号放大的场合,如电压跟随器。
三极管的三种放大电路各有其特点和应用场合,合理选择和设计放大电路对于实现信号的有效放大至关重要。
在实际应用中,需要根据具体的要求和条件来选择合适的放大电路,并进行相应的电路设计和优化。
三极管基本放大电路的三种组态Prepared on 24 November 2020除去信号的输入、输出端。
另一端就是共极三极管基本放大电路的三种组态组态一:共射电路组态二:共集电极电路共集电极组态基本放大电路如图所示。
(1)直流分析(2)交流分析放大倍数/输入电阻/输出电阻组态三:共基极放大电路共基组态放大电路如图交流、直流通路微变等效电路共基极组态基本放大电路的微变等效电路性能指标三种组态电路比较放大电路的三种基本组态2.6.1共集电极放大电路上图(a)是一个共集组态的单管放大电路,由上图(b)的等效电路可以看出,输入信号与输出信号的公共端是三极管的集电极,所以属于共集组态。
又由于输出信号从发射极引出,因此这种电路也称为射极输出器。
下面对共集电极放大电路进行静态和动态分析。
一、静态工作点根据上图(a)电路的基极回路可求得静态基极电流为二、电流放大倍数由上图(b)的等效电路可知三、电压放大倍数由上图(a)可得Re’=Re//RL由式(2.6.4)和(2.6.5)可知,共集电极放大电路的电流放大倍数大于1,但电压放大倍数恒小于1,而接近于1,且输出电压与输入电压同相,所以又称为射极跟随器。
四、输入电阻由图2.6.1(b)可得Ri=rbe+(1+β)Re’由上式可见,射极输出器的输入电阻等于rbe和(1+β)R、e相串连,因此输入电阻大大提高了。
由上式可见,发射极回路中的电阻R、e折合到基极回路,需乘(1+β)倍。
五、输出电阻在上图(b)中,当输出端外加电压U。
,而US=0时,如暂不考虑Re的作用,可得下图。
由图可得由上式可知,射极输出器的输出电阻等于基极回路的总电阻()除以(1+β),因此输出电阻很低,故带负载能力比较强。
由上式也可见,基极回路的电阻折合到发射极,需除以(1+β)。
2.6.2共基极放大电路上图(a)是共基极放大电路的原理性电路图。
由图可见,发射极电源VEE的极性保证三极管的发射结正向偏置,集电极电源VCC的极性保证集电结反向偏置,从而可以使三极管工作在放大区,因输入信号与输出信号的公共端是基极,因此属于共基组态。
三极管放大电路的三种状态引言三极管放大电路是现代电子设备中广泛应用的一种电路结构。
它通过使用三极管的放大特性,实现对输入信号的放大和处理。
三极管放大电路的三种状态分别是切断状态、放大状态和饱和状态。
本文将详细介绍这三种状态的特点和应用。
三极管概述三极管,也称为晶体管,是一种半导体器件,由三层掺杂不同的半导体材料构成。
它具有放大、开关和稳压等功能,是现代电子设备中不可或缺的组成部分。
三极管由三个区域组成:发射区、基区和集电区。
发射区和集电区都是高掺杂的材料,而基区则是低掺杂的材料。
三极管的工作状态由控制电压来决定。
根据控制电压的变化,三极管放大电路可以处于切断状态、放大状态或饱和状态。
切断状态在切断状态下,三极管的发射区和集电区之间基本上没有电流流动。
这是因为三极管处于正向偏置时,原本流动的电流被隔离在发射结和集电结中。
切断状态下的三极管相当于一个开关,它的输出完全断开。
在实际应用中,切断状态的三极管通常用于控制其他电路或设备的开关。
放大状态在放大状态下,三极管的发射区和集电区之间有稳定的电流流动。
这是通过在基区施加适当的正向偏压来实现的。
放大状态中,三极管的集电极输出信号将被放大。
放大状态的三极管通常被用于放大电子信号。
例如,在音频放大器中,输入信号通过放大状态的三极管被放大,然后传输到扬声器等装置中。
饱和状态在饱和状态下,三极管的发射区和集电区之间有非常高的电流流动。
这是通过在基区施加适当的正向偏压来实现的。
与放大状态不同,饱和状态下的集电电流已经达到饱和值,无法再继续增加。
饱和状态的三极管通常用于开关电路。
例如,在数字电子设备中,饱和状态的三极管可以被用于控制开关的状态,实现逻辑电路的功能。
三种状态的特点对比状态主要特点应用状态主要特点应用切断状态发射区和集电区之间几乎没有电流流动用作控制其他电路或设备的开关放大状态发射区和集电区之间有稳定的电流流动用作放大电子信号饱和状态发射区和集电区之间有非常高的电流流动用作开关电路三种状态的示意图以下是三极管放大电路三种状态的示意图:三种状态的应用举例切断状态的应用•在数字电路中,切断状态的三极管可用于控制逻辑电路的开关状态。
三极管放大电路的三种状态
三极管是一种广泛用于电路中的半导体器件,其放大电路可以分为三种状态:截止状态、放大状态和饱和状态。
下面将分别介绍这三种状态。
一、截止状态
截止状态是指当三极管的基极电压为0时,三极管处于关闭状态,此时三极管的集电极和发射极之间没有电流流动。
在这种状态下,三极管不具有放大作用,只起到一个开关的作用。
当输入信号的电压小于三极管的截止电压时,输出信号为0,如同开关关闭时输出为0一样。
因此,截止状态的三极管可以用于开关电路中。
二、放大状态
当三极管的基极电压大于0时,三极管的集电极和发射极之间会出现电流流动,此时三极管处于放大状态。
在这种状态下,三极管可以将输入信号放大,输出一份较大的信号。
放大状态的三极管可以用于放大电路中,如放大器、振荡器等。
三、饱和状态
当三极管的基极电压足够大时,三极管的集电极和发射极之间的电流达到最大值,此时三极管处于饱和状态。
在这种状态下,三极管的集电极和发射极之间的电流不再随着基极电压的增加而增加。
因此,饱和状态的三极管可以用于开关电路中。
当输入信号的电压大
于三极管的饱和电压时,输出信号为最大值,如同开关闭合时输出最大值一样。
以上三种状态是三极管放大电路中最基本的状态,不同的电路应用需要选择不同的状态。
例如,放大电路需要选择放大状态,开关电路需要选择截止状态或饱和状态。
在实际应用中,还需要对三极管的参数进行调整,以达到最优的放大效果或开关效果。
三极管放大的基本电路
三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射
极E。
分成NPN和PNP两种。
我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为
例来说明一下三极管放大电路的基本原理。
下面的分析仅对于NPN型硅三极管。
如上图所示,我们把从基极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,所以发射极E上就用了
一个箭头来表示电流的方向。
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)。
如果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。
如果集电极
电流Ic是流过一个电阻R的,那幺根据电压计算公式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),基极电流必须在输入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。