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晶體管低頻放大器

admin @ 2014-03-17 , reply:0

概述

晶體管低頻放大器主要是用來放大低頻小信號電壓的放大器,頻率從幾十赫到一百千赫左右一、晶體管的偏置電路為了使放大器獲得線性的放大作用,晶體管不僅須有一個合適的靜態工作點,而且必須使工作點穩定。由於溫度對……

晶體管低頻放大器主要是用來放大低頻小信號電壓的放大器,頻率從幾十赫到一百千赫左右
一、晶體管的偏置電路
為了使放大器獲得線性的放大作用,晶體管不僅須有一個合適的靜態工作點,而且必須使工作點穩定。由於溫度對管子參數β、Icbo、Ube的影響,最終都集中反映在Ic的變化上,為了消除這種影響,我們通過晶體管偏置的直流或電壓的負反饋作用使靜態工作點穩定下來,常見的兩種偏置電路及工作點穩定原理如下表
表一、晶體管放大器的偏置電路
電路工作點穩定原理計算公式電流負電反饋


設溫度T↑,直流負反饋過程


結果使Ic維持不變U=(1/3-1/5)Ec
Re=(1/3-1/5)Ec/Ic
Rb=Rb1//Rb2
===(2-5)Re
Ub=Rb1Ec/(Rb1 Rb2)電壓負電反饋


設溫度T,直流負反饋過程


結果使Ic維持不變Rb=β(Ec-Ube)/Ic-βRc
Ic=Ec/(Rc Rb/β)
根據經驗,通常取
Rb/Rc=(2-10)

三種電路形式及其性能比較
電路電壓放大倍數電流放大倍數輸入電阻輸出電阻共射電路


10-100
大10-1000
大100Ω-50KΩ
中10KΩ-500KΩ
中共集電路


0.9-0.999
С10-1000
大因負載不同,可達50MΩ左右
大1-100Ω
小共基電路


100-10000
(實用)
大0.9-0.999
С
10-500Ω左右
С500KΩ-5MΩ

三、圖解法
所謂圖解法,就是利用晶體管輸入和輸出的特性曲線,通過作圖來分析放大器性能的方法,圖解法能直觀和全面地表明三極體放大的工作過程,並能計算放大器的某些性能指標,現舉例子來說明圖解法的圖解過程,
例:已知下圖電路中的參數及輸入電壓Ui=15sinωt(毫伏)要求用圖解法確定電路的靜態工作點參數Ibq、Icq、Iceq,並計算電壓和電流的放大倍數Ku、Kio。


圖解法步驟
1、確定基極度迴路的靜態工作點,從輸入特性曲線中選取直線段的中點Q(此點的Ubeq=0.7伏,Ibq=40微安)為基極迴路的靜態工作點,通過選取合適的Eb或Rb(一般通過調整Rb)來滿足工作點的要求,

3、作波形,在輸入特性上作出波形Ut=15sinωt(毫伏),並根據Ut的波形,作出ib、ic及Uce的波形
從圖解法法得以下幾點
(1)從波形正弦性可以判斷靜態工作點Q的選取是否合適。

(3)上述圖解法是在空載情況下進行的若考慮負載電阻RL的作用,交流負載應為RL=RC//RL。由於交流負載線與直流負載線均相交於Q,故通過Q點作出傾斜角a'=(arctg)1/RL的直線M’N’,稱為交流負載線。四、等效電路法與h參數1、簡化的h參數等效電路
“微變”是指晶體管的Ib、Ube、Ic、Uce在靜態工作點Q 附近只作微量的變化。其中Ib、Ube為晶體管的輸入變數,面Ic、Uce為輸出變數。若把晶體管看作含受控源的二埠網路,就可以用四個h參數模擬晶體管的物理結構,從而得出晶體管的h參數等效電路如圖7-1-4所示h的定義如下:
hie=△Ube/△Ib -------△Uce=0,--hfe=△Ic/△Ib -----△Uce=0
hre=△Ube/△Uce ------△Ib=0, --hoe=△Ic/△Uce ----△Ib=O

由於晶體管工作在低頻時,hre和hoe兩個參數小到可以忽略不計,通常用hie和hre兩個參數模擬低頻晶體管電路即可,這叫做簡化后的h參數等效電路,如圖7-1-3所示,圖中的rbe、β即上述的hie、hfe.電流放大係數β(或hfe)可以從輸出特性曲線中求出或通過儀器測試出來,輸入電阻rbe由下式計算:
rbe=rb (β 1)26(毫伏)/Ie(毫安)

求晶體管放大器的微變等效電路的方法如下:(1)晶體管以圖7-1-3示出的等效模擬型代替;(2)所有直流電源、隔直電容,旁路電容都看作短路;(3)其它元件按原來相對位置畫出,
利用等效電路可以求取放大器的放大倍數、輸入電阻、輸出電阻以及分析放大器的頻率特性。

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