【共射放大电路的工作原理】
共射放大电路是一种常见的电子放大电路,主要由双极型三极管或场效应管作为放大元件。它的核心功能是通过小信号输入控制大能量输出,实现信号的能量放大。在电路中,输入信号通常通过基极与发射极之间的电压差(UBE)来控制,而输出则体现在集电极与发射极之间的电压差(UCE)上。
1. 放大倍数:
电路的放大效果通常通过电压放大倍数(Au)来衡量,定义为输出电压与输入电压的有效值之比。此外,还有电流放大倍数(β)和功率放大倍数,它们反映了电路在不同层面的放大能力。
2. 输入电阻(Ri)和输出电阻(Ro):
输入电阻是电路对输入信号源的影响,理想的放大电路应该有高输入电阻,以减少对信号源的负载。输出电阻则表示电路向负载提供的等效电阻,低输出电阻意味着更强的带载能力。
3. 通频带(Bandwidth):
通频带是指放大电路能够保持有效放大的频率范围,由下限频率(fL)和上限频率(fH)定义。当信号频率超出此范围,放大倍数会下降,可能产生相位移。
4. 非线性失真系数(D):
衡量输出信号中谐波成分与基波成分的比例,高失真系数意味着信号的线性度差。
5. 最大不失真输出电压(Uom):
当输入电压增大导致输出波形产生非线性失真时,Uom是可获得的最大交流有效值输出电压。
6. 最大输出功率与效率(Efficiency):
最大输出功率是电路在不失真情况下可以提供的功率,而效率则是最大输出功率与电源消耗功率的比率。
**基本共射放大电路的组成及各元件作用**:
- VBB和Rb:确保UBE大于开启电压(Uon),并设定合适的基极电流(IB)。
- VCC:提供足够的电源,使得UCE大于Uon,同时作为放大电路的能量来源。
- Rc:将集电极电流的变化(Δic)转换为输出电压(ΔuCE)的变化。
- VT(三极管):作为放大元件,根据基极电流的变化控制集电极电流。
**静态工作点(Q点)的重要性**:
静态工作点是晶体管在没有输入信号时各极的电流和电压,如IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。设置合适的Q点是为了避免放大电路出现截止或饱和失真,确保晶体管始终工作在放大区。
**设置Q点的计算**:
Q点可以通过以下公式计算:ICQ ≈ β * IBQ,UCEQ = VCC - ICQ * Rc,同时考虑基极电阻Rb和发射极电阻Re对基极电流的影响。
**工作原理**:
共射放大电路的放大作用基于晶体管的电流控制特性。输入信号ui通过基极改变基极电流ib,进而影响集电极电流ic,ic的变化又通过Rc转化为输出电压uo。为了保证不失真,晶体管必须始终工作在放大区,避免进入截止或饱和状态。
总结起来,基本共射放大电路是一种重要的电子放大技术,其工作原理涉及信号的放大、电路性能指标的评估以及静态工作点的设定。理解和掌握这些知识点对于理解和设计电子系统至关重要。