📜  发射极跟随器和达林顿放大器

📅  最后修改于: 2020-11-26 09:43:01             🧑  作者: Mango


射极跟随器和达林顿放大器是反馈放大器的最常见示例。这些是使用最广泛的应用程序。

发射器跟随者

发射极跟随器电路在反馈放大器中占有重要地位。发射极跟随器是负电流反馈电路的一种情况。它主要用作信号发生器电路中的末级放大器。

Emitter Follower的重要功能是-

  • 输入阻抗高
  • 输出阻抗低
  • 是阻抗匹配的理想电路

所有这些理想功能使发射极跟随器电路具有许多应用。这是没有电压增益的电流放大器电路。

施工

发射极跟随器电路的结构细节与普通放大器几乎相似。主要区别在于负载R L在集电极端子处不存在,但在电路的发射极端子处存在。因此,输出是从发射极端子而不是集电极端子获得的。

通过基极电阻器方法或分压器方法提供偏置。下图显示了发射极跟随器的电路图。

发射极跟随器构造

操作方式

施加在基极和发射极之间的输入信号电压会在发射极部分的R E两端产生输出电压V o 。因此,

$$ V_o = I_E R_E $$

整个输出电流通过反馈施加到输入。因此,

$$ V_f = V_o $$

由于R L两端产生的输出电压与发射极电流成正比,因此该发射极跟随器电路是电流反馈电路。因此,

$$ \ beta = \ frac {V_f} {V_o} = 1 $$

还应注意,晶体管的输入信号电压(= V i )等于V s和V o之差,即

$$ V_i = V_s-V_o $$

因此,反馈是负面的。

特点

发射极跟随器的主要特征如下-

  • 无电压增益。实际上,电压增益接近1。
  • 较高的电流增益和功率增益。
  • 高输入阻抗和低输出阻抗。
  • 输入和输出交流电压同相。

射极跟随器的电压增益

由于发射极跟随器电路是一个突出的电路,让我们尝试获得发射极跟随器电路的电压增益方程。我们的发射极跟随器电路如下所示-

电压增益

如果画出上述电路的交流等效电路,则它看起来像下面的电路,因为没有发射极旁路电容器。

交流等效

发射极电路的交流电阻r E由下式给出

$$ r_E = r’_E + R_E $$

哪里

$$ r’_E = \ frac {25 mV} {I_E} $$

为了找到放大器的电压增益,可以用下图代替上图。

替代电压增益

注意,输入电压施加在发射极电路即交流电阻施加,(R” E + R E)。假设发射极二极管理想,则输出电压V out

$$ V_ {out} = i_e R_E $$

输入电压V in将为

$$ V_ {in} = i_e(r’_e + R_E)$$

因此,射极跟随器的电压增益为

$$ A_V = \ frac {V_ {out}} {V_ {in}} = \ frac {i_e R_E} {i_e(r’_e + R_E)} = \ frac {R_E} {(r’_e + R_E)} $$

要么

$$ A_V = \ frac {R_E} {(r’_e + R_E)} $$

在大多数实际应用中

$$ R_E \ gg r’_e $$

所以,A V≈1.在实践中,一个射极跟随器的电压增益为0.8和0.999之间。

达灵顿放大器

刚刚讨论的发射极跟随器电路缺乏满足电路电流增益(A i )和输入阻抗(Z i )的要求。为了使电路电流增益和输入阻抗的整体值有所增加,如以下电路图所示,连接了两个晶体管,这被称为达林顿配置。

达灵顿放大器

如上图所示,第一晶体管的发射极连接到第二晶体管的基极。两个晶体管的集电极端子连接在一起。

偏向分析

由于这种类型的连接,第一晶体管的发射极电流也将是第二晶体管的基极电流。因此,该对的电流增益等于各个电流增益的乘积,即

$$ \ beta = \ beta _1 \ beta _2 $$

通常,使用最少数量的组件即可获得高电流增益。

由于此处使用两个晶体管,因此要考虑两个V BE压降。对于一个晶体管,偏置分析在其他方面相似。

R 2两端的电压

$$ V_2 = \ frac {V_CC} {R_1 + R_2} \次R_2 $$

R E两端的电压,

$$ V_E = V_2-2 V_ {BE} $$

通过R E的电流,

$$ I_ {E2} = \ frac {V_2-2 V_ {BE}} {R_E} $$

由于晶体管直接耦合,

$$ I_ {E1} = I_ {B2} $$

现在

$$ I_ {B2} = \ frac {I_ {E2}} {\ beta _2} $$

因此

$$ I_ {E1} = \ frac {I_ {E2}} {\ beta _2} $$

意思是

$$ I_ {E1} = I_ {E1} \ beta _2 $$

我们有

$ I_ {E1} = \ beta _1 I_ {B1} $,因为$ I_ {E1} \ cong I_ {C1} $

因此,作为

$$ I_ {E2} = I_ {E1} \ beta _2 $$

我们可以写

$$ I_ {E2} = \ beta _1 \ beta _2 I_ {B1} $$

因此,电流增益可以表示为

$$ \ beta = \ frac {I_ {E2}} {I_ {B1}} = \ frac {\ beta _1 \ beta _2 I_ {B1}} {I_ {B1}} = \ beta _1 \ beta_2 $$

达顿放大器的输入阻抗为

$ Z_ {IN} = \ beta_1 \ beta_2 R_E ….. $忽略R”ë

实际上,这两个晶体管放置在单个晶体管外壳中,三个端子从外壳中取出,如下图所示。

两个晶体管

这三端设备可以称为Darling ton晶体管。达顿晶体管的作用类似于具有高电流增益和高输入阻抗的单个晶体管。

特点

以下是Darling ton放大器的重要特性。

  • 极高的输入阻抗(MΩ)。
  • 极高的电流增益(数千个)。
  • 极低的输出阻抗(几欧姆)。

由于Darling ton放大器的特性与发射极跟随器的特性基本相同,因此这两个电路可用于类似的应用。

到目前为止,我们已经讨论了基于正反馈的放大器。晶体管电路中的负反馈有助于振荡器的工作。振荡器主题完全包含在振荡器教程中。