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三極管放大電路參數詳細講解

生活 更新时间:2025-04-20 18:48:37

1、學會實際工程應用中常用的三極管電路(以英特爾公司經典電路為例);

2、學到推挽電路,并且了解非常重要的拉電流和灌電流的來源及概念;

3、數字集成電路暢行的年代,為什麼還需要學習模拟知識,背後的邏輯又是什麼?

晶體管或許可以說是整個電子信息系統以及集成電路的基石。三極管電路也是最為常見的電路模塊,其應用也極為靈活。我記得前幾年看過晶體管設計一書中,有一段話我一直印象很深刻,大緻意思是說,如果想制作一個電路,隻需要将幾個IC組合起來,起振複位上電源大體就可以簡單地完成了。

但是,如果掌握了晶體管和MOS管的相關知識後,對于電路系統的認識将會大為不同。因為,以IC為單位作為黑盒子來考慮,此時IC被一定程度上認為是理想器件,但是,以單個晶體管放大電路為例,電壓增益是有限的,輸入電流是以基極電流的形式存在并不是理想放大器的0電流,但是我們懂得晶體管後,我們可以知道其内部結構,通過内部結構,我們結合外部電路,能夠幫助我們更好的理解分析,調試電路。

1. 三極管的開關電路

圖1 基本三極管開關

一般而言,可以假設當三極管開關導通時,其基極與射極之間是完全短路的。

應用實例:

下圖是英特爾公司某塊主闆中電路圖的一部分,就是一個典型的三極管應用電路。

三極管放大電路參數詳細講解(模拟電路一個重要概念)1

圖2 三極管開關電路應用實例

電路分析:

當A為高電平時,三極管1導通,所以輸出B點跟發射極電平相同,為低電平;因為B為低電平,所以三極管2截止,輸出C為高電平。

當A為低電平時,三極管1截止,所以輸出B點為高電平;因為B為高電平,所以三極管2導通,輸出C為低電平。

2. 三極管的推挽型射極跟随器

由于射極帶負載電阻的射極跟随器,在輸出很大電流時也就是阻抗較低情況時,輸出波形的負半軸會被截去,不能得到完整的輸出最大電壓而失真。為提升性能并改善這個缺點将發射極負載電阻換成PNP管的射極跟随器電路稱之為推挽射極跟随器。

三極管放大電路參數詳細講解(模拟電路一個重要概念)2

【電路分析】

由于上邊的NPN晶體管将電流“吐出來”給負載(對應推,source current),PNP晶體管從負載将電流“吸進來”(對應挽,sink current),所以稱為推挽(push-pull)。但是此電路的缺點是在0V附近晶體管都截止,會産生交越失真。推挽電路以及拉電流、灌電流是實際工程系統中非常重要的概念,通過此電路學習理解此概念非常易懂。

交越失真是指正弦波的上下側沒有連接上的那部分,此失真的原因在于晶體管的基極都是連在一起的,所以基極電位是一樣的。當輸入信号在0V附近時,基極-發射極間沒有電位差,因此沒有基極電流的流動。也就是,此時兩個晶體管都是截止的,并沒有工作。

另外,即便是基極上加上了輸入信号,對上側在基極電位比發射極電位高0.6V以前,也不會工作。反之,對于下側晶體管的基極隻有比發射極低0.6V以後才能工作。所以,體現在波形上就會産生一個交越失真的盲區。

不過,此電流稍加修改就是一個很好用的電路了,思路很簡單,用兩個二極管在每個晶體管的基極上加上大概0.6V的二極管的正向壓降--補償電壓,就可以抵消晶體管的盲區了。如下圖所示:

三極管放大電路參數詳細講解(模拟電路一個重要概念)3

此電路用兩個二極管的壓降抵消晶體管的基極-發射極間的電壓Vbe,可以認為晶體管的空載電流幾乎為0。所以當不存在信号時,就也沒有晶體管的發熱問題。順便提一下,這個電路中在輸出狀态總有一個晶體管處于截止狀态的電路稱之為B類放大器,舉一反三的,如果隻有一個管子且晶體管常進行工作的電路稱之為A類放大器。

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