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模电20种经典电路——5、共射极放大电路;6、分压偏置式共射极放大电路
2024-12-15 00:25

目录

一、共射极放大电路

1、基本结构与工作原理

1.1、基本结构

1.2、工作原理

2、电路特点

2.1、电压放大倍数高

2.2、输入阻抗较低

2.3、输出阻抗较高

2.4、频率响应范围宽

2.5、易于实现

3、性能指标

3.1、电压放大倍数Au

3.2、输入电阻ri

3.3、输出电阻ro

4、应用场合

4.1、音频放大

4.2、视频放大

4.3、信号处理

4.4、开关电路

4.5、其他应用

二、分压偏置式共射极放大电路

1、电路组成

2、工作原理

2.1、分压偏置

2.2、信号放大

3、电路特点

3.1稳定性好

3.2、线性度高

3.3、输入电阻适中

3.4、输出电阻较大

四、应用场合

五、设计考虑

5.1、晶体管的选择

5.2、静态工作点的确定

5.3、分压偏置网络的计算

5.4、温度稳定性的考虑

六、模电学习分享

七、分享计算机三个方向,需要学习的课程路线

八、嵌入式硬件面试题

1、多级放大电路的级间耦合方式有哪几种?哪种耦合方式的电路零点偏移最严重?哪种耦合方式可以实现阻抗变换

2、名词解释:耦合、去耦、旁路、滤波。


共射极放大电路是放大电路中应用最广泛的三极管接法之一,以下是对其的详细介绍

1.1、基本结构

共射极放大电路由一个三极管和几个外围元件(如电源Vcc、集电极电阻Rc、负载电阻RL等)组成。

三极管的基极连接到输入信号源,集电极连接到电源Vcc,发射极连接到负载电阻RL。

1.2、工作原理

当输入信号加在基极上时,会引起基极电流的变化。

基极电流的变化进而控制集电极电流,由于集电极电流远大于基极电流,因此可以实现信号的放大。

放大的信号从集电极输出,经过负载电阻RL后得到输出电压。

2.1、电压放大倍数高

共射极放大电路具有较高的电压放大倍数,这主要得益于其结构特点。

当输入信号加在基极上时,基极电流的变化会引起集电极电流的更大变化,从而实现电压的放大。

2.2、输入阻抗较低

与其他放大电路类型相比,共射极放大电路的输入阻抗相对较低。

这使得它对输入信号源的负载能力较强,能够更容易地获取输入信号。

2.3、输出阻抗较高

共射极放大电路的输出阻抗较高。

这使得它对负载的驱动能力相对较弱,因此在实际应用中可能需要采取一些措施来降低输出阻抗。

2.4、频率响应范围宽

共射极放大电路能够放大不同频率的信号。

这使得它在许多应用中都能够发挥作用,如音频放大、视频放大等。

2.5、易于实现

共射极放大电路的结构简单,所需的元件数量少。

这使得它易于实现和调试,降低了电路的成本和复杂度。

3.1、电压放大倍数Au

表示输入电压和输出电压幅值和相位间的关系。

它是衡量放大电路放大能力的指标,放大倍数越大,则放大电路的放大能力越强。

3.2、输入电阻ri

对于信号源而言,放大电路相当于它的负载。

输入电阻ri是从放大电路输入端看入的等效动态电阻,是衡量一个放大电路向信号源索取电流大小的指标。

3.3、输出电阻ro

放大电路对负载(或对后级放大电路)来说是一个信号源。

输出电阻ro是衡量一个放大电路带负载能力的参数指标。电路的ro越小,负载变化时输出电压的变化就越小。

4.1、音频放大

共射极放大电路可以有效地放大音频信号。

在音频设备(如收音机、音响系统、耳机放大器等)中,它用于放大音频信号以驱动扬声器等输出设备。

4.2、视频放大

共射极放大电路也可以用于视频信号的放大。

在电视机、监控系统等设备中,它用于放大视频信号以提供清晰的图像输出。

4.3、信号处理

共射极放大电路可以作为信号处理电路的一部分。

它用于信号的滤波、整形等操作,以提高信号的质量和可靠性。

4.4、开关电路

共射极放大电路还可以应用于开关电路。

它用于实现信号的开闭控制,如继电器控制、电机控制等。

4.5、其他应用

共射极放大电路在无线通信、医疗仪器等领域也有着广泛的应用。

它可以用于放大射频信号、传感器输出信号等,以满足不同应用场合的需求。

综上所述,共射极放大电路以其优异的性能和广泛的应用场合,在电子领域中发挥着重要的作用。

分压偏置式共射极放大电路主要由双极型晶体管(BJT)、两个偏置电阻(R1和R2)和一个射极电阻(RE)组成。输入信号被施加到基极和射极之间,而输出信号则从集电极和射极之间取出。

2.1、分压偏置

电路中的R1和R2构成分压器网络,用于稳定基极电压。通过恰当选择两个偏置电阻的阻值,可以在基极和地之间形成一个稳定的偏置电压,这个偏置电压确保了晶体管在适当的工作点上运行,从而提高了电路的稳定性和线性响应。

2.2、信号放大

共射组态既具有电压放大也具有电流放大作用。输入信号通过基极进入晶体管,经过放大后从集电极输出。由于晶体管的电流控制作用,输入信号的微小变化会引起输出信号的较大变化,从而实现信号的放大。

3.1稳定性好

分压偏置电路能够提供一个稳定的基极电压,使得晶体管在温度变化、电源电压波动等外部因素影响下仍能保持稳定的工作点。

3.2、线性度高

由于工作点稳定,电路的线性度也相对较高,能够更准确地放大输入信号。

3.3、输入电阻适中

共射极放大电路的输入电阻适中,既不会过高导致信号衰减,也不会过低导致电路易受干扰。

3.4、输出电阻较大

共射极放大电路的输出电阻较大,有利于与后续电路进行阻抗匹配。

分压偏置式共射极放大电路广泛应用于各种电子设备中,如音频放大器、无线通信设备等。在音频放大器中,它常用于中间放大级,可以有效地放大来自前级电路的微弱音频信号,并驱动扬声器或其他输出设备。在无线通信设备中,它用于放大接收到的微弱信号,有助于提高信号的强度,从而改善整体的通信质量。

在设计分压偏置式共射极放大电路时,需要考虑以下因素

5.1、晶体管的选择

根据放大电路的频率和增益要求选择合适的NPN型三极管。

5.2、静态工作点的确定

通过直流负载线确定三极管的集电极电流Ic和集电极-发射极电压Vce。通常取Ic为管子最大电流的1/3到1/2之间。

5.3、分压偏置网络的计算

设计一个分压器网络,通常由两个电阻R1和R2组成,将电源电压VCC分压到基极偏置电压Vb。R1和R2的比值应计算得出,以满足Vb的需要。

5.4、温度稳定性的考虑

三极管的特性会随温度变化而改变,因此在设计时要考虑到温度对工作点的影响,并相应调整偏置网络和工作点。可以采用温度系数小的电阻、三极管以及进行热设计来进一步提升温度稳定性。

分压偏置式共射极放大电路是一种在模拟电路中广泛应用的放大电路设计,具有稳定性好、线性度高、输入电阻适中、输出电阻较大等特点。在设计和应用时,需要充分考虑其优点和局限性,以确保电路的稳定性和可靠性。

1.器件:晶体管,场效应管
2.放大器:分立元件放大器,集成运放放大器
3.滤波器:低通,高通,带通,带阻,全通
4.振荡器
5.电源

叠加定理,KCL,戴维南定理,时间常数,傅里叶变换,波特图,微积分,线性代数,概率论,电磁场和电磁波,C和操作系统。

1.基本元件
    1. R C L的类型,容差,非理想参数,非理想的效应。

    2. BJT。先把电路用对。工作点分析,小信号分析。损耗分析

    3. MOSFET。先把参数理解对。米勒效应,开关损耗,导通损耗。

2. 电源

    1. 电源的基本拓扑,BUCK BOOST FLYBACK

    2. 电源的输入电容,输出电容,电感,MOSFET的选型

    3. 电源layout的关键点,电压突变和电流突变的环路

    4. 电源的环路稳定性分析,补偿的方式。环路稳定性的测试

    5. 纹波测量,噪声测量,line regulation 和 load regulation

    1.数据结构算法、网络、OS、组成原理——————算法工程师、网络工程师、操作系统工程师(OS工程师)、计算机组成原理工程师、系统架构师、硬件工程师


    2.信号与系统、模电、数电、通信原理——————通信工程师、信号处理工程师、模拟/数字电路设计工程师、嵌入式系统工程师、网络工程师、硬件/软件工程师


    3.计算机组成原理、操作系统、编译原理——————计算机体系结构工程师、操作系统工程师、编译工程师、嵌入式系统工程师、计算机系统分析师、软件工程师/开发人员

1、多级放大电路的级间耦合方式有哪几种?哪种耦合方式的电路零点偏移最严重?哪种耦合方式可以实现阻抗变换

有三种耦合方式:直接耦合、阻容耦合、变压器耦合。

直接耦合的电路零点漂移最严重,变压器耦合的电路可以实现阻抗变换。

2、名词解释:耦合、去耦、旁路、滤波。

耦合:两个本来分开的电路之间或一个电路的两个本来相互分开的部分之间的交链。可使能量从一个电路传送到另一个电路,或由电路的一个部分传送到另一部分。

去耦:阻止从一电路交换或反馈能量到另一电路,防止发生不可预测的反馈,影响下一级放大器或其它电路正常工作。

旁路:将混有高频信号和低频信号的信号中的高频成分通过电子元器件(通常是电容)过滤掉,只允许低频信号输入到下一级,而不需要高频信号进入。

滤波:滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作,是抑制和防止干扰的一项重要措施。

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