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電壓放大器的基本工作原理
來源: 日期:2013-11-20 18:37:36 人氣:標簽:
靜態:
如下圖,假設三極管是硅材料管,而且電流放大系數已經確定(p=50),使用6v直流電源供電。
從圖中可以看出,發射極電位是參考電位,所以ue=0伏。此時基一射之間的電壓.即發射結的正向偏壓是vbeq,在介紹pn結特性時已經講過,對于硅材料三極管來說,這個偏壓值大約在0.7伏左右。所以基極電流ibq就被確定了,它等于流過偏置電阻rb的電流,即
基極電流一旦確定,集電極電流也就被確定了,它總是等于基極電流的β倍。
同時,集一射之間的直流電壓vceq也就可以由計算而得出:
若畫出三極管基極、集電極的靜態電流和集一射間靜態電壓波形,它們都是確定的直流量,波形都是一條水平線,如下圖所示。
動態:
加入信號后,放大器各關鍵點的電壓、電流值會發生相應變化,這種變化就是“動態”,它是疊加在靜態之上的。
設輸入信號是一微弱的正弦電壓,如下圖(a)所示。信號通過電容c1送到三極管的基極,使基極電位vb發生變化,即在原來vbeq的基礎上疊加了輸入信號ui波形如下圖(b)所示。基極電流的大小自然隨著vbe的變化而出現相應的變化,其變化波形如圖6-8 (c)所示。
根據三極管電流放大原理,集電極電流將隨基極電流的變化而變化,而且變化的幅度是基極電流變化的β倍,如下圖(d)。
變化的集電極電流流過電阻rc,在rc兩端將出現幅度較大的變化電壓。因為直流電源的電壓是穩定不變的,所以當rc兩端電壓變大時,vce值將變小,當rc兩端電壓變小時,vce值反而變大,因此vce的波形變化如下圖(e)所示,它與ic波形比較,正好是倒相的關系。
vce的變化通過輸出電容c2送給負載電阻rl。
因為電容有“隔直通交”的功能,直流成分vceq被隔離,負載r,上得到的只是電壓變化部分,如下圖(f)所示,這正是放大器的輸出電壓波形。
顯然,輸出電壓信號比起輸入電壓信號已經得到了放大,只是相位相反。這一變化過程就是放大器的電壓放大過程。
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