三极管放大瞬时极性判断(三种基本放大电路的瞬时极性)

海潮机械 2023-01-02 13:28 编辑:admin 155阅读

1. 三种基本放大电路的瞬时极性

三点式振荡器原理:用瞬时极性法判断正负反馈时,三极管运送的输出电压将在LC并联回路上分配。电容支路是由C1和C2串联后组成,其上电压与电容的容量成反比分配,而在电感三点式振荡电路中是与电感量成正比分配。震荡电路的反馈电压是从电容器C2上取出,即C2对地的电压,如果反馈电压不足,应适当减小电容量。

在实际案例中,L、C1、C2组成谐振回路,作为晶体管放大器的负载阻抗。反馈信号从电容器C2两端取得,送回放大器的基极b上,而且也是将LC回路的三个端点分别与晶体管的三个电极相连,故将这种电路称为电容三点式振荡器。由串联电容与电感回路及正反馈放大器组成

2. 放大电路的两种状态

这是最基本的知识,三极管组成的放大电路,其构成放大的外部条件和内部条件是:一个基本放大电路必须有 输入信号源、晶体三极管、输出负载以及直流电源和相应的偏置电路。其中,直流电源和相应的偏置电路用来为晶体三极管提供静态工作点,以保证晶体三极管工作在放大区。就双极型晶体三极管而言,就是保证发射结正偏,集电结反偏。

三极管放大状态:

三极管基极与发射极之间的电压: 锗管是0.3V;硅管是0.7V.三极管导通。

对于NPN型管子,是C点电位>B点电位>E点电位。

对于PNP型管子,是E点电位>B点电位>C点电位。

因此简单的判断放大电路是否处于放大状态一般要符合以下两方面要求:

1、静态工作点满足偏置要求,即发射结正向偏置、集电结反向偏置。

2、交流通路信号走向通畅,输出不会被阻断或短路。

以下以图1为例:

(a)不能.因为输入信号被VBB短路.

(b)可能.

(c)不能.因为输入信号作用于基极与地之间,基极直流偏置将被信号源短路,即基极静态电流=0,集电极静态电流也为零,必然产生严重失真.

(d)不能.晶体管将因发射结电压过大而损坏.VBB=1.2V且Rb=0.

(e)不能.因为输入信号被C2短路.

(f)不能.因为输出信号被VCC短路(没有负载电阻),恒为零.

(g)可能.耗尽型管是可以工作在零偏下的.

(h)不合理.因为JFET管G-S间必须工作在反向电压下,这个电路当输入信号为正时,G-S间电压将大于零.

(i)不能.因为增强型管GS间必须加正向偏置电压.

3. 放大电路的反馈极性有

一般的放大电路,增益达到 40-60dB 就很不错了。但是考虑到电路的稳定性,采用一只晶体管放大电路的增益一般希望在 20dB,若要获得更高的电压增益,就需要考虑二级或者多级耦合放大电路了。

一.放大电路反馈的判断方法

(1)正负反馈的判断:从输入级到输出级依次标出各级信号的瞬时极性,判断方法是:输入信号与反馈信号不在同一节点引入,若瞬时极性相同,则为负反馈,若两者的瞬时极性不同,则为正反馈。

(2)电压反馈和电流反馈的判断:通过判断反馈到输入端的反馈信号正比于输入电压还是输入电流来判断是电流反馈还是电压反馈。判断方法是:除公共接地线外,输出信号与反馈信号从同一点接出,则为电压反馈,若输出信号与反馈信号从不同点接出,则为电流反馈。

(3)串联反馈和并联反馈的判断:以反馈信号与输入信号在电路输入端相比较的方式来区分,反馈信号与输入信号以电压的形式相比较,则为串联反馈,以电流的方式相比较,则为并联反馈。判断方法:输入信号与反馈信号从同一点引入,为并联反馈,输入信号与反馈信号从不同点引入,则为串联反馈。

二.反馈对放大电路特性参数的影响

(1)输入电阻(3)增益使电路的增益减小。(4)带宽扩展为基本放大电路的放大电路反馈的判断方法 负反馈放大电路四种基本形态倍。(5)负反馈改善放大电路本身引起的非线性失真(6)负反馈放大电路抑制反馈环内的噪声,提高性能噪比。

三.负反馈放大电路的一般表达式及四种基本组态

(1)负反馈放大电路的一般表达式:分析及设计及电路时,常用上面的定律计算一个反馈放大电路的增益。(2)负反馈放大电路的四种基本组态:电压串联负反馈、电流串联负反馈、电流串联负反馈、电流并联负反馈,熟练掌握四种反馈电路鞥亿的计算方法很关键!

四.负反馈放大电路的设计

电压增益 100最大输出电压 5Vp-p

频率特性 --输入输出阻抗 --设计过程:

电源的设计与晶体管的选择:与共射级放大电路电源选取一样,晶体管的选取考虑 Vcbo 和 Vceo.NPN 和 PNP 组合的原因:将多极性的晶体管级联起来,由于偏置电压的极性相同,不能取到最大输出电压,一般设计过程中将 PNP 和 NPN 交替使用。假设 Tr1 的发射级电流 1mA,则可以求得发射级电阻的值,在设计过程中,为了满足使用条件,应该尽量增加第一级电路的放大倍数来提高开环增益,但是增加增益的条件是增加及集电极电阻 Rc 的值,但 Rc 的值太大,使得 Tr2 的集电极的电位过于接近 GND,导致不能输出最大的电压。这里取集电极的压降为 5V,理论上可以输出 10Vp-p。设 Tr2 的集电极电流为 3mA,则可确定能够 R3,为了使输出电压达到最大值,Tr2 的集电极电位取发射级电位和地的中间值。确定 R4 和 R8 的值:R4 的值决定电路的输出电阻的大小,因此取值不能太小,一般为千欧级别。在根据电压增益确定 R8 的值。偏置电路的设计方法和共射级放大电流的设计方法一样。

4. 基本放大电路特性实验

共集电极放大电路的特性是输入电阻高、输出电阻低、电压放大倍数接近于1而小于1,由于具有这 些特点,常被用做多级放大电路的输入级、输出级或作为隔离用的中间级。利用它作为量测放大器的输入级,可以提高量测的精度并减小对被测电路的影响。

共发射极放大电路特性:

  1、输入信号与输出信号反相;

  2、有电压放大作用;

  3、有电流放大作用;

  4、功率增益最高(与共集电极、共基极比较);

  5、适用于电压放大与功率放大电路

5. 共基极放大电路的瞬时极性

频率计算公式为f=1/[2π√(LC)],其中f为频率,单位为赫兹(Hz);L为电感,单位为亨利(H);C为电容,单位为法拉(F)。LC振荡电路,是指用电感L、电容C组成选频网络的振荡电路,用于产生高频正弦波信号,常见的LC正弦波振荡电路有变压器反馈式LC振荡电路、电感三点式LC振荡电路和电容三点式LC振荡电路。LC振荡电路的辐射功率是和振荡频率的四次方成正比的,要让LC振荡电路向外辐射足够强的电磁波,必须提高振荡频率,并且使电路具有开放的形式。工作原理开机瞬间产生的电扰动经三极管V组成的放大器放大,然后由LC选频回路从众多的频率中选出谐振频率f0。并通过线圈L1和L2之间的互感耦合把信号反馈至三极管基极。设基极的瞬间电压极性为正。经倒相集电压瞬时极性为负,按变压器同名端的符号可以看出,L2的上端电压极性为负,反馈回基极的电压极性为正,满足相位平衡条件。偏离f0的其它频率的信号因为附加相移而不满足相位平衡条件,只要三极管电流放大系数B和L1与L2的匝数比合适,满足振幅条件,就能产生频率f0的振荡信号。

6. 放大电路瞬时极性法

应用瞬时极性法进行反馈类型判断,NPN和PNP没有差别。

因为在电路中的各点备注的“+”或“-”代表某一瞬间该点的电压变化趋势,NPN和PNP的电压变化趋势都可能是上升(增高)或下降(降低)的。这与管子的实际工作电压和电流的极性是没有关系的。BJT三极管,共射和共集组态电路,基极与发射极同相,与集电极反相;共基组态电路,发射极与集电极同相,与基极反相。

7. 在基本放大电路的三种状态

以共发射极放大电路为例:三种基本状态指的是放大状态、饱和状态、截止状态。一个电路的三种状态取决于基极偏流电阻的阻值大小(基极电流的大小),基极电流乘以三极管电流放大系数等于集电极电流IC=βIB 。 基极电流IB=EC/RB EC是电源电压,RB是基极偏流电阻。

根据电路的直流通路电压平衡方程:EC=IC*RC+VCE 放大状态:IC*RC=VCE 截止状态:IC*RC=0 饱和状态:IC*RC=EC 以上是以共发射极为例的三极管放大电路的三种基本状态判断方法。 三极管放大电路一共有三种连接方式:

1.基极接地叫做共基极放大电路。基极接地一般出现在高频放大电路,在收音机的高放或者本振电路采用。一般用于高频率放大作用。

2.集电极接地是射极跟随器。只有电流放大作用,没有电压放大作用。输出电流 Iе=(β+1)*Iь 不论负载为0欧姆还是8欧姆,输出电流都是上述关系。

3.发射极接地是共发射极放大电路。既有电流放大作用,也有电压放大作用,用途最广,常见在一般的信号放大电路中。

8. 三种基本放大电路的瞬时极性是什么

应用瞬时极性法进行反馈类型判断,NPN和PNP没有差别。

因为在电路中的各点备注的“+”或“-”代表某一瞬间该点的电压变化趋势,NPN和PNP的电压变化趋势都可能是上升(增高)或下降(降低)的。这与管子的实际工作电压和电流的极性是没有关系的。BJT三极管,共射和共集组态电路,基极与发射极同相,与集电极反相;共基组态电路,发射极与集电极同相,与基极反相。

9. 共集电极放大电路瞬时极性

PNP三极管的发射极电压要比基极电压低,因此如果耦合电容为电解电容的话,电解电容负极接PNP三极管的集电极和发射极,NPN三极管的话,电容的极性相反。

10. 瞬时极性法可以判断放大电路的正负反馈类型

两者之间的区别:

1、比例不同

负反馈为大多数情况下的控制机制,正反馈为少数情况下的控制机制。

2、定义不同

负反馈:受控部分发出的反馈信息调整控制部分的活动,最终使受控部分的活动朝着与它原先活动相反的方向改变;反馈又指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入,进而影响系统功能的过程。

正反馈受控部分发出的反馈信息促进与加强控制部分的活动,最终使受控部分的活动朝着与它原先活动相同的方向改变;反馈信号的极性与系统输入信号的极性相同,从而起着增强系统净输入信号的作用,称之为正反馈方式。

3、作用不同

负反馈:起纠正、减弱控制信息的作用;使输出起到与输入相反的作用,使系统输出与系统目标的误差减小,系统趋于稳定。正反馈起加强控制信息的作用;使输出起到与输入相似的作用,使系统偏差不断增大,使系统振荡,可以放大控制作用。

4、举例

负反馈举例:①减压反射②肺牵张反射③动脉血压的压力感受性反射④代谢增强时02及C02浓度的调节⑤甲亢时TSH分泌减少;

正反馈举例:①排尿反射、排便反射②分娩过程③神经纤维膜上达到阈电位时Na+通道开放④血液凝固过程⑤胰蛋白酶原激活的过程有正反馈。