场效应晶体管和基本放大电路
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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。
场效应管功放电路原理场效应管功放电路是一种在音频电路中广泛使用的放大器。
这种电路依赖于场效应管的输出功率进行放大,可提供高品质的音频输出。
在本文中,我们将解释场效应管功放电路的原理,以及它是如何工作的。
场效应管(FET)是一种半导体器件,与双极型晶体管相比,其特点是输入电阻高、输出电阻低,并且具有高增益和低噪声。
由于这些优点,场效应管在音频电路中经常被用作放大器。
场效应管功放电路的基本原理如下:信号源通过输入电容连接到场效应管的栅极。
栅极电压变化,通过栅极和源极之间的通道控制了场效应管的电流。
输出电容将电流信号连接到负载,如扬声器或耳机。
一个负反馈网络可以添加在输出和输入之间,以确保输出信号匹配输入信号。
放大器的设计和实现是针对性的。
如果希望放大器具有高功率输出,需要使用高功率的场效应管。
此类场效应管需要与合适的散热器相连。
因为这些场效应管工作时会产生大量的热量。
另外,输出电容的大小应适当地选择,以确保信号不被截断。
场效应管功放电路的另一个关键因素是选择适当的电源电压和电源电容。
电源电压可以影响放大器的最大输出功率,但是过高的电源电压可能会使放大器过载。
电源电容可以降低电源的波动,从而提高放大器的噪声性能。
但是,选择过大的电源电容可能会导致初始启动时的过电流。
在设计场效应管功放电路时,还需要选择适当的输入和输出电容,以确保阻止带外信号。
输入电容是信号源和放大器之间的阻断电容,而输出电容是放大器和负载之间的阻断电容。
总的来说,场效应管功放电路是一种在音频应用中非常重要的放大器。
它具有高输入阻抗,低输出阻抗和高增益,是电子产品中广泛应用的器件之一。
合适的选型和设计可以使其产生出清晰、高质量的音频效果。
共源、共栅、源跟随器(Common Source, Common Gate, Source Follower)是场效应晶体管(FET)的三种基本放大电路,广泛应用于射频电子、通信、无线电频率等领域。
在高频工作条件下,输入输出阻抗的特性对电路性能至关重要。
本文将从输入输出阻抗的概念、共源、共栅、源跟随器的工作原理以及高频特性等方面进行探讨。
1. 输入输出阻抗的概念输入输出阻抗是指电路在特定输入或输出端口的电压与电流之比,通常用来描述电路对外部输入或输出信号的响应特性。
在高频电路中,输入输出阻抗的匹配与稳定对于保证信号传输的准确性和增益稳定性至关重要。
2. 共源放大器的输入输出阻抗共源放大器是一种基本的场效应晶体管放大电路,具有较高的电压增益和较低的输出阻抗。
在高频下,共源放大器的输入阻抗受到场效应晶体管的传输线效应和电容效应的影响,通常需要匹配输入阻抗以提高高频性能。
输出阻抗方面,由于场效应晶体管的漏极-源极电容和漏极-栅极电容的存在,导致输出阻抗在高频条件下增大,降低了信号的传输能力。
3. 共栅放大器的输入输出阻抗共栅放大器是另一种常用的场效应晶体管放大电路,具有较低的输入阻抗和较高的电压增益。
在高频下,共栅放大器的输入阻抗受到栅极-漏极电容的影响,导致输入阻抗降低,同时增大了电路对输入信号源的影响。
输出阻抗方面,由于场效应晶体管的漏极-源极电容和漏极-栅极电容,同样存在输出阻抗增大的问题。
4. 源跟随器的输入输出阻抗源跟随器是一种特殊的场效应晶体管放大电路,具有较低的输入阻抗和较高的输出阻抗。
在高频下,源跟随器的输入阻抗主要受到栅极-漏极电容的影响,通常需要采取相应的措施来降低输入阻抗。
输出阻抗方面,由于源极跟随输入信号的变化,使得输出阻抗随之减小,提高了电路的信号传输能力。
5. 高频条件下的输入输出阻抗匹配在高频工作条件下,输入输出阻抗的匹配对于保证电路性能至关重要。
对于共源、共栅、源跟随器等放大电路,需要通过相应的电容、电感匹配网络来优化输入输出阻抗,同时减小传输线效应和电容效应的影响,提高电路的高频性能。