模拟电路——阻容耦合放大电路
本文參考:楊建國老師的《新概念模擬電路——晶體管》
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模擬電路的精髓在于兩個字:放大
在學習放大電路時,我們最先接觸的就是阻容耦合放大電路。
先說一下電容在任何電路都有的作用:
隔直通交
隔直通交
隔直通交
也就是隔離直流,通交流。
可以看到電路中的C1和C2作為隔直電容就是起到了隔直通交的作用。
C1 除了作為隔直電容還起到了輸入耦合的作用,同時是一個耦合電容。Ui為交流電流電,可以順利通過電容C1,也就是把信號耦合到了晶體管基極(B極);與此同時C1隔斷了由直流電源通過Rb到達晶體管基極的直流電偏置。C1負責在不影響晶體管靜態工作點的情況下,將輸入信號耦合到放大電路中。
電路工作原理如下:
在輸入信號為 0 的靜態,C1 內含大量的電荷,使其具有與 UBEQ完全相等的電壓,在輸入信號開始變化時,由于電容 C1容值很大,且輸入端存在一定的阻值,使其充放電時間常數很大,輸入信號對它的快速充電或者放電,都不足以改變 C1 兩端的電壓,即 C1 兩端電壓為恒定值。因此,輸入信號變正時,C1 左側電位上升,會導致 C1 右側電位跟著上升,uBE 也就上升,iB 變大,輸入信號就被成功引入到了晶體管的基極。反之,輸入信號變負,uBE 就下降,iB 變小。可以看出,在輸入信號頻率較高時,C1 起到了一個將電容左側電位變化傳遞到電容右側的作用。很妙吧,這種方法就叫阻容耦合。
- 它也有缺點,當輸入信號為一個直流量,比如體重信號,這個電路就完全失效了,電容 C1起到的隔直作用,把輸入直流量完全阻斷在放大電路之外,耦合沒有成功。
同樣的,在輸出端也需要這樣的耦合,靠電容 C2 配合負載電阻 RL 實現。經此耦合后,圖中喇叭上的信號只保留了較高頻率的交流信號,而阻隔了低頻或者直流信號。
下面我們從圖中分析一下它的工作過程:
由于提供了靜態工作點,所以晶體管一直處于放大區。
關于晶體管的工作狀態可以看一下博文:
模擬電路——晶體管基礎
圖1和圖2通過電容的耦合,形成了圖3的uBE電位;uBE變化使得電流iB的變化。晶體管基極電流 iB 如圖 5 所示。在放大區工作時iB 被放大 β 倍,形成 iC如圖 6所示。注意,uo點對地電壓等于 Ec減去Rc上的壓降,而 RC上的壓降正比于 iC,如子圖 7 所示。最終得到輸出電壓波形如子圖 8 所示。
由此得出輸出端uo計算公式如下:
除了用 C1 和輸入電阻實現的阻容耦合方式,還有什么方法可以實現直流、交流信號都能順利耦合?其實除阻容耦合之外,還有直接耦合、變壓器耦合等,常用于模擬信號的耦合。在負反饋電路配合下,光電耦合也可用于模擬信號。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的模拟电路——阻容耦合放大电路的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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