|
“放大”是三极管最基本的功能。本文将以共射放大电路为例，分析三极管放大的原理。 在说到放大时，经常会碰到一个单位，dB。对于电压和电流来说，dB=20*lg(放大倍数)。比如一个放大电路的电压放大倍数为10倍，就是等于20dBV。 一个基本的共射放大电路如图一所示。 图一。 根据《三极管入门教程之一》里的内容，我们已经知道，为了让一个三极管正常进行工作，其基极-发射极的正向压降要达到0.7V。对于NPN三极管而言，就是基极的电压比发射极的电压高0.7V。对于PNP三极管，就是基极电压比发射极电压低0.7V。 只要有了上述的概念，分析电路就会变得异常简单。 首先分析不加输入信号，只有直流信号的过程。假设VCC=15V。 电压： B点：VB = VCC×（R2/(R1+R2)）15×（22/（100+22））=2.7V E点：VE=VB-0.7V = 2V C点：VC=VCC-IC×RC=VCC-IE×RC=15-0.001×10000=5V 电流： IE=IC+IB,因为IB极小，所以近似认为IE=IC; IE=VE/RE=0.001A； 疑问一：B点为什么要加一个2.7V的电压？ 答：因为三极管正常工作时，基极-发射极的正向压降要到0.7V。假设B点的电压为0，那么当输入信号（一般为交流信号，有正有负）进入时，凡是低于0.7V的点都会被截至（因为三极管不工作了），就达不到放大的要求了（因为输入波形被截后，肯定与输出波形不一样）。 疑问二：为何三极管的基极电流这么小？ 答：由三极管的构造所决定的，基极的阻抗很高。三极管的放大作用就体现在通过基极电流的微小变化，使集电极电流产生很大的变化。否则三极管又怎会被用作放大器件呢。 下面看加入输入信号后的情况： 假设在AC-IN处，增加一个频率为1kHz，以0V为中心，振幅为1V（-0.5V~0.5V）的交流信号。此时 vb=VB+-0.5V=2.2V~3.2V ve=vb-0.7=1.5V~2.7V ie=ve/RE=0.75mA~1.35mA 因为忽略基极电流，所以发射极与集电极的电流相同。 ic=ie=0.75mA~1.35mA ic值不同，在RC上产生的压降也会不同，C点的电压vc也就不同了。 vc=VCC-ic×RC=7.5V~2.5V 此时vc由两部分组成，根据直流部分的计算，C点的直流电压为5V，交流电压为2.5V~-2.5V。 然后经过电容C2，滤掉直流电，AC-OUT处的电压就是2.5V~-2.5V。 到此为止，三极管的放大作用就体现出来了，将AC-IN从(-0.5V~0.5V)放大到（2.5V~-2.5V）。信号被放大了5倍。AC-IN与AC-OUT的波形如下图。 图二 疑问一：为何AC-IN和AC-OUT的波形是相反的。 答：因为AC-IN的值越大，在RC电阻上的压降也越大，C点的电压越小了。 疑问二：电容C1和C2有什么作用？ 答：C1的作用是滤掉输入信号的直流信号；C2的作用是滤掉输出信号的直流信号。 综合以上，可以推出,Av=AC-IN/AC-OUT=vo/vi=RC/RE； 那么是不是只要无限放大RC/RE的比值，就可以无限放大Av的值呢？显然，这是不可能的。 三极管还有一个重要的参数，叫做共发射极电流放大系数，简称hFE。所以共发射极放大电路，能实现的最大放大倍数就是hFE的值。 具体的一些概念，小编会在下集的文章中讲到。 下集预告《三极管入门教程之三：怎样设计一个放大电路》 |
|
|
