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晶體管低頻放大器主要是用來放大低頻小信號電壓的放大器，頻率從幾十赫到一百千赫左右 一、晶體管的偏置電路 為了使放大器獲得線性的放大作用，晶體管不僅須有一個合適的靜態工作點，而且必須使工作點穩定。由于溫度對管子參數β、Icbo、Ube的影響，最終都集中反映在Ic的變化上，為了消除這種影響，我們通過晶體管偏置的直流或電壓的負反饋作用使靜態工作點穩定下來，常見的兩種偏置電路及工作點穩定原理如下表 表一、 晶體管放大器的偏置電路 電路 工作點穩定原理 計算公式 電流負電反饋 設溫度T↑，直流負反饋過程 結果使Ic維持不變 U=(1/3-1/5)Ec Re=(1/3-1/5)Ec/Ic Rb=Rb1//Rb2 ===(2-5)Re Ub=Rb1Ec/(Rb1 Rb2) 電壓負電反饋 設溫度T，直流負反饋過程 結果使Ic維持不變 Rb=β(Ec-Ube)/Ic-βRc Ic=Ec/(Rc Rb/β) 根據經驗，通常取 Rb/Rc=(2-10) 二、放大器的三種電路形式 放大器是一種三端電路，其中必有一個端是輸入和輸出的共同“地”端，如果這個共“地”端接于發射極的，稱為共射電路，接于集電極的，稱為共集電路，接于基極的，稱為共基電路，這三種有不同的性能，見下表 三種電路形式及其性能比較 電路 電壓放大倍數 電流放大倍數 輸入電阻 輸出電阻 共射電路 10-100 大 10-1000 大 100Ω-50KΩ 中 10KΩ-500KΩ 中 共集電路 0.9-0.999 小 10-1000 大 因負載不同，可達50MΩ左右 大 1-100Ω 小 共基電路 100-10000 （實用） 大 0.9-0.999 小 10-500Ω左右 小 500KΩ-5MΩ 大 三、圖解法 所謂圖解法，就是利用晶體管輸入和輸出的特性曲線，通過作圖來分析放大器性能的方法，圖解法能直觀和全面地表明三極管放大的工作過程，并能計算放大器的某些性能指標，現舉例子來說明圖解法的圖解過程， 例：已知下圖電路中的參數及輸入電壓Ui=15sinωt（毫伏）要求用圖解法確定電路的靜態工作點參數Ibq、Icq、Iceq,并計算電壓和電流的放大倍數Ku、Kio。 圖解法步驟 1、確定基極度回路的靜態工作點，從輸入特性曲線中選取直線段的中點Q（此點的Ubeq=0.7伏，Ibq=40微安）為基極回路的靜態工作點，通過選取合適的Eb或Rb（一般通過調整Rb）來滿足工作點的要求， 2、作直流負載線從上圖可得負載線方程為Uce=Ec-IcRc,它的軌跡為一根直線，若令Ic=0,得Uce=Ec=20伏，在橫軸上標出N點；又令Uce=0,得Ic=Ec/Rc=20伏/6千歐=3.3毫安，在縱軸上標出M點，連結M、N就是直流負載線。它與Ib=40微安的輸出特性曲線相交于Q，由Q點找出Icq=1.8毫安，Uceq=9伏，Q點就是集電極回路的靜態工作點，今后為簡便起見，靜態的電流、電壓不再加下標Q表示，Ic、Ie即Icq、Ieqo 3、作波形，在輸入特性上作出波形Ut=15sinωt（毫伏），并根據Ut的波形，作出ib、ic及Uce的波形 從圖解法法得以下幾點 （1）從波形正弦性可以判斷靜態工作點Q的選取是否合適。 （2）從圖解得知輸入電壓Ui與集電極輸出電壓Uo反相，基極電流ib、集電極度電流Ic與輸入電壓Ui同相。 （3）上述圖解法是在空載情況下進行的若考慮負載電阻RL的作用，交流負載應為RL=RC//RL。由于交流負載線與直流負載線均相交于Q，故通過Q點作出傾斜角a'=(arctg)1/RL的直線M’N’，稱為交流負載線。 四、等效電路法與h參數 1、簡化的h參數等效電路 “微變”是指晶體管的Ib、Ube、Ic、Uce在靜態工作點Q 附近只作微量的變化。其中Ib、Ube為晶體管的輸入變量，面Ic、Uce為輸出變量。若把晶體管看作含受控源的二端口網絡，就可以用四個h參數模擬晶體管的物理結構，從而得出晶體管的h參數等效電路如圖7-1-4所示h的定義如下： hie=△Ube/△Ib -------△Uce=0,--hfe=△Ic/△Ib -----△Uce=0 hre=△Ube/△Uce ------△Ib=0, --hoe=△Ic/△Uce ----△Ib=O 幾個參數有各自的物理意義：hie是輸出端短路時的輸入電阻，也就是輸入特性曲線斜率的倒數；hfe是輸出端短路的電流放大系數，即β（共發射極）或a（共基極）；hre是輸入端開路的內反饋系數，它表示輸出電壓對輸入電壓影響的程度；hoe是輸入端開路時的輸出電導，即為輸出特性曲線的斜率 由于晶體管工作在低頻時，hre和hoe兩個參數小到可以忽略不計，通常用hie和hre兩個參數模擬低頻晶體管電路即可，這叫做簡化后的h參數等效電路，如圖7-1-3所示，圖中的rbe、β即上述的hie、hfe.電流放大系數β（或hfe）可以從輸出特性曲線中求出或通過儀器測試出來，輸入電阻rbe由下式計算： rbe=rb (β 1)26（毫伏）/Ie（毫安） 式中：Rb為基區電阻，約為幾百歐姆，Ie為靜態發射極電流 求晶體管放大器的微變等效電路的方法如下：（1）晶體管以圖7-1-3示出的等效模擬型代替；（2）所有直流電源、隔直電容，旁路電容都看作短路；（3）其它元件按原來相對位置畫出， 利用等效電路可以求取放大器的放大倍數、輸入電阻、輸出電阻以及分析放大器的頻率特性。 |
