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基本晶體管放大器存在的問題

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來源: 日期:2013-11-12 11:54:54 人氣:標簽:

基本晶體管放大器存在的問題

晶體管交流放大電路

 

  
  從模擬電子技術的知識可以知道,上圖所示的電路工作在放大狀態的基本條件是rb>β.rc

  式中,口為晶體管vt的共發射極電流增益。
  
  1.實際應用中, 大動態電壓范圍很難實現

  上圖所示電路的靜態集電極電壓為電源電壓vcc的1/2時,放大電路的動態范圍 大,對應的rh和rc的關系為

rh和rc的關系

  rb與rc之間的關系大于或小于這個數值,放大電路的動態范圍都會受到影響。
  
  如果rb=β.rc,則晶體管vt處于接近飽和狀態,vce=0.7v,這時的放大電路沒有動態范圍。
  
  從以上分析可以看到,盡管可以適當的選擇rb和rc,但是晶體管的盧值有比較大的分散性,在批量生產的實際電路中很難實現晶體管的靜態集電極電壓為電源電壓的一半。如果放大電路的輸出動態范圍不需要很大還可以;如果放大電路的輸出需要很大的動態范圍時,每一個放大電路都需要用可調電阻調節rh值,這就給放大電路的生產帶來麻煩。
  
  不僅如此,晶體管的β值的偏差還會導致放大電路增益的偏差,這個偏差在很多應用中是不允許的。

  2.非線性失真
  
  然而,隨著電子技術的發展,低頻放大器已經不僅是簡單的交流放大器,即使是交流放大器也開始對放大電路的線形度和穩定性提出越來越高的要求。簡單的交流放大器已經不能滿足要求。
  
  首先是對交流放大器的線性度要求越來越高,由于晶體管自身的比較嚴重的非線性而導致了晶體管放大器的非線性失真,這對于高保真音頻放大器來說是不可容忍的。需要有效抑制晶體管自身的非線性,使得放大器的非線性失真度降低到允許值。這是簡單的交流晶體管放大器所無能為力的。
  
  眾所周知,晶體管的共發射極電流增益是隨溫度變化的,簡單的交流放大器還會出現隨著溫度變化,增益也發生變化的現象,這在對增益有嚴格要求的交流放大器的應用中也是不允許的。
  
  3.不能放大直流或變化緩慢的信號
  
  交流放大器的隔直功能所導致的低頻截止頻率,使得交流放大器不能應用于信號變化緩慢的場合。在這樣的應用中,不得不采用先將信號斬波成“交流信號”放大,再用低通濾波器電路將斬波頻率濾除的方法,其麻煩程度可想而知。
  
  4.沒有共模抑制能力
  
  簡單的晶體管放大電路對共模干擾是沒有抑制能力的,所以會看到測試用交流電供電的晶體管音頻放大器時,測試者用手或手持工具接觸放大器的輸入端,就會在輸出端得到“調制交流聲”的信號或聲音。通過測試者的手或手持工具將共模干擾信號引入放大器的輸入,放大器將這個共模干擾轉換成差模信號,并將其放大。這種現象不僅在測試時會有,在整機的共模干擾抑制設計得不好時,電路正常工作狀態下,共模干擾也會從電源電路串人,干擾放大器的工作。即便采用差分放大器電路,只要p不相等或晶體管參數稍有差異,其共模抑制能力也會降低。
  
  5.很難形成運算電路
  
  簡單的晶體管放大器不能完成運算電路功能,即使能實現運算電路功能,其性能也遠遠不如性能 差的集成運算放大器。
  
  綜上所述,如果想要獲得性能優良的放大電路,就需要對晶體管電路采取相應的措施,其 簡單的方法就是引入負反饋。

 


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