三极管放大电路研究

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1、三极管放大电路研究尹军三极管放大电路是在电子电路中常用的一种基木电路。顾名思义，该电路的主要作用就是将输入该电路的信号放大并输出。能实现这一作用的核心元件即为三极管。以NPN型三极管为例：<>CoL-He在C端加上电压，基极b端输入一个电流，称为基极电流，这时会有电流从集电极C流向发射极I由于三极管的特殊性质，=其中0称为三极管的放大倍数。由于此性质，可以将b端输入的微小信号放人为较人信号从e端输岀。其中三极管放大电路有较多类型，这里只举出较为典型的共发射极放人电路说明原理。电路图如下：如图所示，三极管在实际电路的使用中需耍附加一个合适的偏置电路。这是由于三极管的非线性特性，只有在输入电压大

2、于一定值时才会产牛基极电流。电路左侧的一个电压源和电阻Rb即AT产生一个合适的偏置电压，使三极管在输入信号较低时可以疋常工作。电路中在输入端和输出端均接入一个电容，起到隔离电路的作用，阻隔直流电，保护放大电路正常工作。如此，此电路工作时，在此电路的输入端输入一个交流信号，则可以在输出端输出一个放大后对应的交流信号。需要注意的是，当人过大时，三极管会工作在饱和状态，此时心汰0>4,而c与e两端间电压可忽略不计，集电极电流▲不随b增人而增人。这就是一个简单的NPN型三极管放大电路的基本原理。三极管放大电路在电子电路中有着广泛的应用，除此之外，还有共基极、共集电极等类型。因此，我们需要根据不同需要

3、选择合适的放人电路。三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C,基极B,发射极E。分成NPN和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。卜面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流lb；把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流ICo这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很人的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流

4、的变化量是基极电流变化量的B倍，即电流变化被放大了B倍，所以我们把B叫做三极管的放大倍数（B—般远大于1,例如几十，几百）。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极Z间，这就会引起基极电流lb的变化，lb的变化被放大后，导致了lc很大的变化。如果集电极电流lc是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出來，就得到了放人后的电压信号了。三极管在实际的放人电路屮使川时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生（对于硅管，常取0.

5、7V）。当基极与发射极ZI'可的电压小于0.7V时，基极电流就可以认为是0。但实际屮要放人的信号往往远比0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变（因为小于0.7V时，基极电流都是0）。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流（叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻），那么当一个小信号跟这个偏置电流證加在一起吋，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放人并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求，如果没有加偏置，那么只有对那些增加的信号放大，而对减小的信号无效（因为没冇偏置时集电极电流为0,不

6、能再减小了）。而加上偏置，事先让集电极冇一定的电流，当输入的基极电流变小时，集电极电流就可以减小；当输入的基极电流增大吋，集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。下而说说三极管的饱和情况。像上而那样的图，因为受到电阻Rc的限制（Rc是固定值，那么最大电流为U/Rc,其屮U为电源电压），集电极电流是不能无限增加下玄•的。当基极电流的增大，不能使集电极电流继续增大时，三极管就进入了饱和状态。一般判断三极管是否饱和的准则是：lb*[3〉lc。进入饱和状态之后，三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小,可以理解为一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管來当作开关使用：当基极电流为，相

7、当于开关断开；当基极电流很大，以0时，三极管集电极电流为0（这叫做三极管截止）至于三极管饱和时，相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态，那么这样的三极管我们-•般把它叫做开关管。如果我们在上血这个图中，将电阻Rc换成一个灯泡，那么当基极电流为0吋，集电极电流为0,灯泡灭。如果基极电流比较大吋（大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数B,三极管就饱和，相当于开关闭合，灯泡就亮了。由于控制电流只需耍比灯