放大器是用来放大信号的电路。放大器的输入信号将是电流或电压,输出信号将是输入信号的放大版本。一个完全基于一个或多个晶体管的放大电路叫做晶体管放大器。晶体管放大器广泛应用于射频、音频、光纤通信等领域。无论如何,我们在日常生活中看到的最常见的应用是把晶体管用作音频放大器。如你所知,通常有三种晶体管配置,即共基极(CB),共集电极(CC)和共发射极(CE)。在公共基配置有一个增益小于单位和公共集电极配置(发射极跟随器)有一个增益几乎等于单位)。公共发射极跟随器有一个增益是正的并且大于统一。因此,共发射极配置是音频放大器应用中最常用的配置。在这篇文章中,我们将学习更多关于晶体管放大器的知识。

一个好的晶体管放大器必须具备以下参数:高输入阻抗、高带宽、高增益、高转换率、高线性、高效率、高稳定性等。下一节将解释上述参数。
输入阻抗:输入阻抗是当输入电压源连接到晶体管放大器的输入端时,它所看到的阻抗。为了防止晶体管放大器电路加载输入电压源,晶体管放大器电路必须具有高输入阻抗。

带宽。

放大器可以适当放大的频率范围称为该特定放大器的带宽。通常,带宽是基于半功率点测量的,即输出功率变为频率与输出图中峰值输出功率的一半的点。简单地说,带宽是低功率和低功率之间的差值er和上半功率点。好的音频放大器的带宽必须在20 Hz到20 KHz之间,因为这是人耳可以听到的频率范围。单级RC耦合晶体管的频率响应如下图所示(图3).标记为P1和P2的点分别为下半功率点和上半功率点。

频率响应晶体管放大器
RC耦合放大器频率响应
收益。

放大器的增益是输出功率与输入功率的比值。它表示放大器对给定信号的放大倍数。增益可以简单地用数字或分贝(dB)表示。数量增益用方程G = P表示/大头针.以分贝为单位,增益由方程增益表示,单位为dB=10 log(P/ P).这里Pout是电源输出,Pin是电源输入。增益也可以用输出电压/输入电压或输出电流/输入电流表示。电压增益(分贝)可以用以下公式表示:Av(分贝)= 20 log (V/ V)和以dB为单位的电流增益可以用公式Ai = 20 log (I/我).

推导的收获。

G = 10log (P/ P).........( 1)

让P= V/ R和P= V/ R.在V输出电压是V吗为输入电压,Pout为输出功率,P是输入功率,R输入电压和R是输出电阻,用方程1代入
G=10log(V出²/R) / (V在²/R).............( 2)

让R= R,则方程2变为

2 .计算公式:G = 10log (Vout²/ Vin²)
即。
G = 20 log (Vout / Vin)

效率

放大器的效率表示放大器利用电源的效率。简单地说,它是一个衡量多少功率从电源有效地转换到输出。效率通常用百分比表示,公式ζ = (P/ P年代)x 100.式中ζ为效率,P是功率输出和P年代是来自电源的功率。

A类晶体管放大器的效率高达25%,AB类晶体管放大器的效率高达55%,C类晶体管放大器的效率高达90%。A类提供出色的信号再现,但效率非常低,而C类具有较高的效率,但信号再现较差。AB类介于两者之间,因此通常用于音频放大器应用。

稳定性

稳定性是放大器抗振荡的能力。这些振荡可以是掩盖有用信号的高振幅振荡,也可以是频谱中非常低的高频率振荡。通常稳定问题发生在高频操作,接近20KHz的音频放大器。增加一个Zobel网络输出,提供负反馈等提高稳定性。

转换速率。

放大器的转换速率是单位时间内输出的最大变化率。它表示放大器的输出响应输入的变化有多快。简单地说,它代表放大器的速度。回转速率通常用V/μS表示,方程为SR =dVo/dT

线性。

如果输入功率和输出功率之间存在线性关系,则放大器被称为线性放大器。它表示增益的平坦度。实际上,100%线性是不可能的,因为使用有源器件(如BJT、JFET或MOSFET)的放大器往往会因内部寄生电容而在高频下失去增益。此外为此,输入直流去耦电容器(几乎在所有实际的音频放大器电路中都可以看到)设置了较低的截止频率。

噪音。

噪声是指信号中不需要的随机干扰。简单地说,它可以说是信号中出现的不需要的波动或频率。它可能是由于设计缺陷、组件故障、外部干扰、由于系统中两个或多个信号的相互作用,或由于电路中使用的某些组件。

输出电压摆幅。

输出电压摆动是放大器输出摆动的最大范围。在正峰值和负峰值之间测量,在单电源放大器中从正峰值到地测量。它通常取决于供电电压、偏置和元件额定值等因素。

共发射极RC耦合放大器。

共射极RC耦合放大器是可以制造的最简单、最基本的晶体管放大器之一。不要指望这个小电路会带来很大的繁荣,这个电路的主要用途是预放大,即使微弱信号足够强,以便进一步处理或放大。如果设计得当,这个放大器可以提供优秀的信号特性。使用晶体管的单级共发射极RC耦合放大器的电路图如图1所示。

晶体管放大器
RC耦合放大器

电容Cin是输入直流去耦电容,如果输入信号中存在直流分量,它会阻止任何直流分量到达Q1基极。如果外部直流电压到达Q1的底部,就会改变偏置条件,影响放大器的性能。

R1和R2是偏置电阻。这个网络为晶体管Q1的基极提供了必要的偏置电压,以驱动它进入有源区。晶体管完全接通的工作区域叫做截止区,晶体管完全接通的工作区域(象一个闭合的开关)叫做饱和区。在截止和饱和之间的区域称为有源区域。为了更好地理解,请参阅图2。为了使晶体管放大器正常工作,它应该在有源区工作。让我们考虑一下这个简单的情况,即晶体管没有偏置。我们都知道,硅晶体管需要0.7伏特的开关,当然这0.7伏特将从输入音频信号的晶体管。所以在输出波形中,振幅≤0.7V的所有输入波形都将缺失。在另一方面如果晶体管是底部沉重的偏见,它将进入饱和(完全)和像一个关闭开关,以便进一步基极电流的变化由于输入音频信号输出不会造成任何改变。 The voltage across collector and emitter will be 0.2V at this condition (Vce sat = 0.2V). That is why proper biasing is required for the proper operation of a transistor amplifier.

晶体管输出特性
BJT输出特性

Cout为输出直流去耦电容。它可以防止任何直流电压从当前阶段进入后续阶段。如果不使用这个电容,放大器的输出(Vout)将被夹住在晶体管集电极上的直流电平。

Rc是集电极电阻,Re是发射极电阻。Rc和Re的值是如此的精选,以至于50%的Vcc被掉落在晶体管的集电极和发射极。这样做是为了确保工作点位于载重线的中心。40%的Vcc在Rc上下降,10%的Vcc在Re上下降。Re上较高的电压降将减少输出电压波动,因此通常的做法是保持Re上的电压降= 10%Vcc。Ce是发射极旁路电容。在信号为零的情况下(即没有输入),只有静态电流(由偏置电阻R1和R2设置)流过Re。这个电流是几毫安量级的直流电,而Ce没有任何作用。当输入信号被施加时,晶体管将其放大,从而使相应的交流电通过Re。Ce的工作是绕过这个发射极电流的交流分量。如果没有Ce,整个发射极电流将通过Re,这将导致一个很大的电压降。这个电压降加到晶体管的Vbe上,偏置设置就会改变。事实是,这就像给予一个沉重的负面反馈,所以它大大减少了收益。

RC耦合放大器的设计。

单级RC耦合放大器的设计如下图所示。

集电极电流Ic和hfe的标称值可以从晶体管的数据表中得到。

稀土和铈的设计。

让电压穿过Re;V重新v = 10%cc .............(1)

电压Rc;V钢筋混凝土V = 40%cc . .................(2

剩下的50%将通过集电极-发射极下降。

由(1)和(2)Rc=0.4(V)cc/我c)和Re = 01(Vcc/我c).

R1和R2的设计。

基极电流我b=我c/hfe。

让我c≈我e

让电流通过R1;我R1= 10我b。

R2的电压;VR2必须等于V+五再保险。从这个VR2可以找到。

因此VR1= Vcc-五R2。由于VR1,VR2和IR1已经找到,我们可以用下面的方程找到R1和R2。

R1 = VR1/我R1和R2 = VR2/我R1。

找到Ce。

发射极旁路电容器的阻抗应为Re的十分之一。

即XCe = 1/10 (Re)。

还XCeF = 1/2∏Ce。

F可选择为100Hz。

由此可以找到Ce。

找到Cin。

输入电容器的阻抗(C)应为晶体管输入阻抗(R)的十分之一).

例如,XCin= 1/10(右

Rin=R1并联R2并联(1+(hfere))

重新= 25 mv /我e。

Xcin = 1/2∏FCin。

从这个C可以找到。

找不到。

输出电容阻抗(C)必须是电路输出电阻的十分之一(R).

i、 e,XC= 1/10(右).

R= Rc。

XCout =1 / 2∏FC出去了。

从这个Cout可以找到。

设置增益。

引入一个合适的负载电阻RL通过晶体管的集电极和地将设置增益。这在图1中没有显示。

电压增益表达式(Av)的方法如下。

一个v= (钢筋混凝土/重新

重新= 25 mv /我e

钢筋混凝土= Rc平行RL

从这个RL可以找到。

结束!

我们已经详细了解了晶体管放大器和它们的工作原理。我们也发送了理论部分,基本计算和概念。在你的学习曲线中应用这一点。

作者

33评论

  1. janardhan

    rc耦合放大器
    完全。实验。值图

  2. janardhan

    rc耦合放大器
    实验。,和框图,
    带图的值

  3. saliha

    你能解释一下没有电容器的所有dis吗。。

  4. C.E.L

    技术上,“半灵能点”被称为-3 dB点。

  5. 帕拉布·坎蒂·拉希里

    rc耦合放大器的输入阻抗

  6. 巴拉斯

    不错的
    有人能告诉我为什么我们使用Cout,如果不使用Cout,夹紧是如何发生的吗?

  7. saurav

    很好地解释了rc耦合放大器

  8. 阿奴tthampi

    哇 ................好explation ! !非常感谢,我们对你们有更多的期待

  9. ATUL KUMAR

    很好的解释了RC耦合放大器。

  10. Gitumoni Das

    什么是cascode和cascade?

    • eswar

      共源共栅是指ce和cc的串联组合,级联是指两种ce配置的串联组合,即两级rc耦合放大器

  11. 弗农

    这是我们在技术学校学习的方式,2年的学位,但我们学了一些4年的东西。我们有个很棒的教练,周博士。

  12. 克里斯多夫

    大家好

    什么是“统一”?

  13. 克鲁纳尔·塔卡尔

    说真的,它令人敬畏和简单明了,对我很有帮助.....请朋友们关注这个网站....

  14. 玛丽

    输入阻抗Zin和输出阻抗Zo的设计在哪里?

  15. 迪帕克

    很好,很有帮助,谢谢…。

  16. selbin

    非常好的解释,谢谢

  17. 沙兹

    我能知道RC耦合,达林顿对和变压器耦合如何操作吗?

  18. Bhavana

    非常有用的信息…非常简单,易于理解。帮助很多! !

    • 迪夫

      Awesum的解释很漂亮,这很有帮助

  19. 阿卡什

    令人惊叹的笔记…第一次我完全理解了谢谢…很大的帮助

  20. 瑞克

    我找不到我的大学基本晶体管设计笔记!!你帮了我大忙!!

  21. 瑞克

    一个写得很好的晶体管电路设计文档…谢谢!!

    • 什里哈什塔

      很好的解释

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