基于配置
任何晶体管放大器都使用晶体管来放大以三种配置之一连接的信号。对于放大器来说,最好的状态是具有高输入阻抗,以避免多级电路中的负载效应;以及较低的输出阻抗,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晶体管用作放大器。
CB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。
建造
使用NPN晶体管的共基极放大器电路如下所示,输入信号施加于发射极基极结,输出信号取自集电极基极结。
发射极基极结由V EE正向偏置,集电极基极结由V CC反向偏置。工作点通过电阻器 Re 和 R c进行调整。因此,I c、I b和I cb的值由V CC、V EE、Re和R c决定。
手术
当没有施加输入时,形成静态条件并且不存在输出。由于 V be相对于地为负,因此对于输入信号的正半部分,正向偏置会减小。结果,基极电流I B也减少。
下图所示为带有自偏置电路的CB放大器。
据我们所知,
$$I_C \cong I_E \cong \beta I_B$$
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也会降低。
随着 I C R C减小,V CB增大。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不存在相位反转。
如果考虑CB配置进行放大,它具有低输入阻抗和高输出阻抗。与 CE 配置相比,电压增益也较低。因此,CB 配置的放大器用于高频应用。
CE放大器
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。
建造
使用NPN晶体管的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处,输出信号取自集电极基极结。
发射极基极结由V EE正向偏置,集电极基极结由V CC反向偏置。工作点通过电阻器 Re和 R c进行调整。因此,I c、I b和I cb的值由V CC、V EE、Re和R c决定。
手术
当没有施加输入时,形成静态条件并且不存在输出。当施加正半信号时,基极和发射极之间的电压 Vbe会增加,因为它相对于地已经为正。
随着正向偏压的增加,基极电流也相应增加。由于 I C = βIB ,集电极电流也会增加。
下面的电路图显示了具有自偏置电路的 CE 放大器。
集电极电流流过R C时,压降增大。
$$V_C = I_C R_C$$
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,当正向信号显示为负向信号时,可以理解,输入和输出之间存在 180 °的相移。
CE放大器具有比CB放大器更高的输入阻抗和更低的输出阻抗。CE放大器的电压增益和功率增益也很高,因此主要用于音频放大器。
恒流放大器
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。
建造
使用NPN晶体管的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,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,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Re调整。
手术
当没有施加输入时,形成静态条件并且不存在输出。当施加正半信号时,正向偏置会增加,因为 V be相对于集电极或地为正。由此,基极电流I B和集电极电流I C增加。
下面的电路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,因此不存在相位反转。
如果考虑CC配置进行放大,虽然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,这限制了其应用仅限于阻抗匹配。
CB CE CC 放大器之间的比较
让我们比较 CB、CE 和 CC 放大器的特性细节。
特征 | CE | CB | 抄送 |
---|---|---|---|
输入电阻 | 低(1K 至 2K) | 非常低 (30-150 Ω) | 高(20-500KΩ) |
输出电阻 | 大(约 50 K) | 高(约 500 K) | 低(50-1000KΩ) |
电流增益 | 乙高 | α<1 | 高 (1 + β) |
电压增益 | 高(约 1500) | 高(约 1500) | 少于一 |
功率增益 | 高(约 10,000) | 高(约 7500) | 低(250-500) |
输入和输出之间的相位 | 颠倒的 | 相同的 | 相同的 |
由于兼容性和特性,共发射极配置主要用于放大器电路。