今天為啥會介紹這3種放大電路咧,因為我第一次到上海工作面試時,就被面試官問了這個問題,記得當時沒回答上來,很遺憾;這家公司是做穿戴設備的,需要用到很多傳感器,所以對放大電路問得比較多;
所以今天想起來就介紹下:一般業界里有句名言,新手恐懼放大電路,哈哈哈;還有另一點就是所有放大器件都是以這三種放大電路為原型設計的,萬變不離其宗,所以這3種放大電路我們要知道;
- 基本共射放大電路
顧名思義共射就是從基極輸入,集電極輸出,輸入和輸出共用發射極;
我們分析下,我們目的是放大前端的小交流信號,Rs為其內阻,如果直接將小信號加載到三極管基極,三極管是截至的,所以我們先用下圖中直流電壓將三極管開啟,然后再接入小信號,讓小信號騎在直流電壓上放大,中間電容是為了隔離直流電壓;
過程就是小信號騎在直流電壓上輸入導致iB變化,從而引起iC變化,又
UA = VCC - ic*Rc,所以UA電壓為反相的,是輸入交流信號反相放大再疊加直流電壓的信號,再經過電容,輸出放大的交流信號,如圖示:
我們看此電路的交流等效通路如下:即直流接地,電容短路:
在上述交流等效電路上再應用微變等效得,即三極管be可等效成動態電阻rbe,ce兩端可等效成受控電流源;如下圖所示:
則輸出Uo =- βibRc//RL(這里負號表示輸出反相),Ui = ib*rbe;
則放大倍數Au = Uo/Ui = - βibRc//RL/(ib*rbe)
對于前端Us電源來說,后端一個整體相當于一個電阻Ri,Ui為Ri兩端電壓,即戴維南等效:
則Ri = RB//rbe;
對于輸入信號Us來說,實際放大倍數Aus =(Uo/Ui)(Ui/Us)=AuUi/Us;
Ui/Us我們會算吧,由上述等效電路可得:
Ui/Us = Ri/(Ri+Rs),則Aus = AuUi/Us = Au Ri/(Ri+Rs);
這里我們可以得出結論:輸入內阻Ri要越大越好,這樣不影響放大倍數;
我們再從負載往前看,利用戴維南等效;即除負載外,前端所有電路看作一個電壓源和輸出電阻Ro串聯,獨立電源看作短路;
則有
我們分析可得前端電路回路中Ib = 0;則受控源電流也等于0;
所以Ro = Rc ;
我們知道Uo = (RL/(Ro+RL))*U;io = U/(Ro+RL);
這里我們可以得出結論:當Ro很小時,負載RL變化,輸出Uo基本不變,相當于一個電壓源,當Ro遠大于RL時,輸出電流io基本不變,相當于一個電流源;
我們總結下:共射放大電路可以放大電壓和電流,但是電壓是反相的;
2.基本共集放大電路
實際電路與微變等效電路如下:
因此,此電路為電壓跟隨,但是電流放大1+β;我們利用戴維南等效看下輸入電阻:輸入電阻較大,所以在設計放大時,共集放大電路可以作為第一級輸入,輸入電阻大,適合采集信號;
我們利用戴維南等效看下輸出電阻:
我們總結下,共集放大電路輸入電阻較高,輸出電阻較小;電壓輸出跟隨,電流放大1+β倍;
3.基本共基放大電路
從電路結構上看,從發射極輸入,集電極輸出;電流是不會放大的,我們知道基極控制Ic,所以共基電流不會放大;電壓放大有限;
我們利用戴維南等效,求出輸入電阻Ri:
我們利用戴維南等效,求出輸出電阻Ro:
我們總結下,共基放大電路電流不會放大,電壓放大有限,輸入電阻低;
我們總結下:
1.共射放大電路,反向放大電壓,同向放大電流,電流放大β倍;
2.共集放大電路,電壓跟隨,同向放大電流,電流放大1+β倍,輸入電阻高,輸出電阻小;
3.共基放大電路,同向放大電壓,但是放大有限,電流不放大,輸入電阻小;
今天說的有點純理論了,但是我們做電路的,面試官很多都會問這些,除非這家公司沒有放大項目,所以我們了解下區別就可以;
我們在用這些電路時,我們考慮,第一級放大電路我們該選用啥樣的咧,是不是得用輸入電阻高的,這樣分的電壓不會變少,輸出級的我們想要輸出穩定的電壓,那么就要求輸出電阻小,一般一個完整的放大電路并不是單一電路,而是多個類型放大電路的組合;
今天就到這里,感謝大家閱讀;
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