📅  最后修改于: 2020-11-26 09:27:26             🧑  作者: Mango
任何晶体管放大器都使用晶体管放大以三种配置之一连接的信号。对于放大器,最好具有较高的输入阻抗,以避免在多级电路中产生负载效应,并降低输出阻抗,以便向负载提供最大输出。电压增益和功率增益也应该很高,以产生更好的输出。
现在让我们研究不同的配置,以了解哪种配置更适合用作晶体管的放大器。
使用CB配置的晶体管组合形成的放大器电路称为CB放大器。
使用NPN晶体管的公共基极放大器电路如下所示,输入信号施加在发射极基极结点,输出信号取自集电极基极结点。
发射极基极结由V EE正向偏置,而集电极基极结由V CC反向偏置。借助电阻Re和R c调节工作点。因此,I c ,I b和I cb的值由V CC ,V EE ,R e和R c决定。
当不施加任何输入时,将形成静态条件,并且不存在任何输出。当V be相对于地为负时,对于输入信号的正半部分,正向偏置将减小。结果,基础电流I B也减小。
下图显示了具有自偏置电路的CB放大器。
我们知道
$$ I_C \ cong I_E \ cong \ beta I_B $$
集电极电流和发射极电流都减小。
R C两端的电压降为
$$ V_C = I_C R_C $$
该V C也降低。
随着I C R C减少,V CB增加。这是因为,
$$ V_ {CB} = V_ {CC}-I_C R_C $$
因此,产生正半周期输出。
在CB配置中,正输入产生正输出,因此输入和输出同相。因此,CB放大器的输入和输出之间没有相位反转。
如果考虑使用CB配置进行放大,则它具有低输入阻抗和高输出阻抗。与CE配置相比,电压增益也很低。因此,CB配置的放大器用于高频应用。
使用CE配置的晶体管组合形成的放大器电路称为CE放大器。
使用NPN晶体管的公共发射极放大器电路如下所示,输入信号施加在发射极基极结点,输出信号取自集电极基极结点。
发射极基极结由V EE正向偏置,而集电极基极结由V CC反向偏置。工作点借助电阻R e和R c进行调节。因此,I c ,I b和I cb的值由V CC ,V EE ,R e和R c决定。
当不施加任何输入时,将形成静态条件,并且不存在任何输出。当施加信号的正一半时,基极和发射极之间的电压V be增大,因为它相对于地已经为正。
随着正向偏置的增加,基极电流也相应增加。由于I C =βIB,集电极电流也增加。
下图显示了带有自偏置电路的CE放大器。
集电极电流流过R C时,电压降增加。
$$ V_C = I_C R_C $$
结果,集电极和发射极之间的电压降低。因为,
$$ V_ {CB} = V_ {CC}-I_C R_C $$
因此,放大的电压出现在R C两端。
因此,在CE放大器中,由于正向信号表现为负向信号,因此可以理解在输入和输出之间存在180 °的相移。
CE放大器比CB放大器具有更高的输入阻抗和更低的输出阻抗。 CE放大器中的电压增益和功率增益也很高,因此,它主要用于音频放大器。
使用CC配置的晶体管组合形成的放大器电路称为CC放大器。
使用NPN晶体管的公共集电极放大器电路如下所示,输入信号施加在基极集电极结处,输出信号取自发射极集电极结。
发射极基极结由V EE正向偏置,而集电极基极结由V CC反向偏置。 I b和I e的Q值由R b和R e调整。
当不施加任何输入时,将形成静态条件,并且不存在任何输出。当施加信号的正一半时,由于V be相对于集电极或地为正,因此正向偏置会增加。由此,基极电流I B和集电极电流I C增大。
下图显示了具有自偏置电路的CC放大器。
因此,R e两端的电压降即输出电压增加。结果,获得正半周期。由于输入和输出同相,因此没有相位反转。
如果考虑将CC配置用于放大,尽管CC放大器比CE放大器具有更好的输入阻抗和更低的输出阻抗,但CC的电压增益非常小,这将其应用仅限于阻抗匹配。
让我们比较一下CB,CE和CC放大器的特性细节。
Characteristic | CE | CB | CC |
---|---|---|---|
Input resistance | Low (1K to 2K) | Very low (30-150 Ω) | High (20-500 KΩ) |
Output resistance | Large (≈ 50 K) | High (≈ 500 K) | Low (50-1000 KΩ) |
Current gain | B high | α < 1 | High (1 + β) |
Voltage gain | High (≈ 1500) | High (≈ 1500) | Less than one |
Power gain | High (≈ 10,000) | High (≈ 7500) | Low (250-500) |
Phase between input and output | reversed | same | same |
由于兼容性和特性,共发射极配置主要用于放大器电路。