共集电极放大电路
关于稳定静态点电路的探讨
三极管作为半导体器件,具备电阻特性,当其通电时会产生热量。与此环境温度会随季节和地域的不同而有所变化。这种半导体现象会导致集电极电流(Ic)增大,而且由于温度变化较为缓慢,Ic的增大是长期存在的,进而造成静态点的上移,即Q点的上升。
Q点的变化间接地影响着动态数值。例如,它可能使三极管进入饱和区域,从而导致饱和失真等问题出现。特别是在精密测量仪器中,开机时的测量值与机箱温度稳定后的测量值存在差异。这是由于机箱温度上升,半导体器件导致Q点上移所引起的。精密仪器通常需要在测量前进行开机预热。
对于由温度引起的静态点漂移问题,我们的解决思路是:当Ic随温度上升时,通过调整UBE来减小IB、IC,并增大UCE,从而使Q点下移。这一过程可以通过维持VB的稳定并使VE随温度上升而增加来实现,进而使UBE=VB-VE在温度上升时减小。
在电路中,通过在发射极串接一个电阻RE,可以达成上述目标。RE能够感知Ic与IE的变化,并据此调整VE,从而改变UBE,达到抑制IC和IE变化的效果。RE的阻值越大,其抑制效果越明显。
电路中IC的变化不仅是由温度引起的,还与输入信号ui引起的iC和iE的变化有关。RE的引入对有用的输入信号ui产生不利影响。我们需要让RE在抑制温度漂移的不对输入信号ui产生抑制作用,即要区分温度变化和输入变化。
由于温度信号变化较慢、频率较低,而有用信号ui变化较快、频率较高,我们可以在RE两端并联一个电容C。这样,电容C对直流是开路的,直流电流完全通过电阻RE;而对交流则是短路的,交流电流完全从电容C通过。这样一来,RE上无交流电流,从而不会对有用的信号产生抑制作用。
这种采用直流分压形式的抑制温漂电路,同时保持交流通路为共射放大电路,因此被称为分压偏置共射放大电路。
分压偏置共射放大电路与固定偏置共射放大电路的主要区别在于直流通路的不同,但它们的交流通路是相同的。
关于共集电极放大电路的解析
当输出信号从发射极引出时,这种电路被称为射集输出器。
由于发射极上存在电阻RE和没有旁路电容Ce,这导致电路对有用信号ui有一定的抑制作用,因此电压放大倍数不大。
由于uBE的变化不大,使得vB约等于VE,进而使得ui约等于uo。此电路的放大倍数接近1;故此电路又常被称作电压跟随器。
由于集电极C未串联电阻,且其微变等效电路中ui与uo共用集电极C,因此这种电路被称为共集电极放大电路。