分析電視VIDEO OUT放大電路中晶體管的作用和原理

1、Q3是具有低輸出阻抗特性的“射極跟隨器”，即“共集電極放大器”，它的電壓增益略小于1.0（就是說(shuō)它沒(méi)有電壓放大作用，但有電流放大作用和功率放大作用），在電路里主要起阻抗變換、以獲得很低的輸出阻抗和提高帶負(fù)載能力的作用。Q1、Q2都是“共發(fā)射極放大器”，這種放大電路具有較高的電壓增益，尤以Q1的增益最大，因?yàn)樗募姌O負(fù)載電阻阻值較大，而且發(fā)射極上沒(méi)有電流負(fù)反饋電阻。因?yàn)椤肮舶l(fā)射極放大電路”的電壓增益KU大約是：KU= - RL*Icq / 26(mV)式中，RL為集電極等效負(fù)載電阻，單位：歐姆；Icq為集電極電流，單位：mA。Q2發(fā)射極上的150歐姆電阻R4，是交、直流負(fù)反饋電阻（電流串聯(lián)負(fù)反

2、饋），具有穩(wěn)定直流工作點(diǎn)和提高信號(hào)質(zhì)量的作用，對(duì)自身放大信號(hào)有負(fù)反饋?zhàn)饔?，Q1放大的信號(hào)又對(duì)通過(guò)這個(gè)電阻又對(duì)Q2有負(fù)反饋?zhàn)饔茫虼薗1的增益很小，這樣可以降低整個(gè)放大電路的電壓放大倍數(shù)至適當(dāng)?shù)臄?shù)值。因?yàn)閷?duì)這整個(gè)電路的放大倍數(shù)要求很小。電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路的電壓放大倍數(shù)KUUF為：KUUF= - RL / Re式中，RL為集電極等效負(fù)載電阻，Re為發(fā)射極交直流負(fù)反饋電阻（即圖中的R4）,單位：歐姆。當(dāng)然這個(gè)算式還沒(méi)有計(jì)入Q2引入的負(fù)反饋?zhàn)饔?。與上一個(gè)算式比較一下就可以發(fā)現(xiàn)，具有“電流串聯(lián)負(fù)反饋”電阻的“共發(fā)射極放大器”的電壓放大倍數(shù)，要降低很多了。而穩(wěn)定性和信號(hào)的質(zhì)量則可以提高很多。Q1采用P

3、NP型三極管，和另外兩個(gè)極性不同，其目的是為了抬高直流工作電位，便于三個(gè)晶體管直接耦合，中間不用隔直流電容器，使信號(hào)中的極低頻成分、甚至直流成分都能通過(guò)和放大。因?yàn)镼2是集電極輸出信號(hào)，它的集電極電位已經(jīng)很高了，不便用同極性的三極管直接連接耦合。分析這個(gè)電路，一定的首先了解“共集電極放大器”和“共發(fā)射極放大器”的差別，正確判斷放大電路的屬性。Q2是從集電極輸出信號(hào)給Q1的基極的，所以Q2屬于“共發(fā)射極放大器”、不是“共集電極放大器（射極跟隨器）”（Q2的發(fā)射極也接有電阻而不并聯(lián)電容器，當(dāng)然也可以輸出與集電極輸出反向的信號(hào)，幅度比輸入信號(hào)低些，但與輸入信號(hào)同相）；Q3是從發(fā)射極輸出信號(hào)的，集電極

4、交流接地（接正電源時(shí)，對(duì)交流信號(hào)來(lái)說(shuō)也等同于接地）不可能輸出信號(hào)，屬于“共集電極放大器”（射極跟隨器）。Q2、Q3分別屬于兩種不同類(lèi)型的放大電路啊。Q2的發(fā)射極也接有阻值較小的電阻，它是“交、直流負(fù)反饋電阻”；如果并聯(lián)有電容器的，則是“直流負(fù)反饋電阻”。Q2發(fā)射極接的R4上沒(méi)有并聯(lián)電容器，屬于“交、直流負(fù)反饋電阻”，它會(huì)大大降低放大器的信號(hào)放大倍數(shù)，但是提高信號(hào)質(zhì)量。當(dāng)然Q2發(fā)射極接的R4沒(méi)有并接電容器，除了起自身負(fù)反饋?zhàn)饔猛?，也可以輸出與集電極相位相反的信號(hào)，由于它和Q1的集電極負(fù)載電阻相連，因此可以把這個(gè)信號(hào)看做是加在Q1的“集電極和地”之間，由于Q1的基極沒(méi)有電容器接信號(hào)地（因此Q1不是

5、共基極放大器），因此這個(gè)信號(hào)不可能輸進(jìn)給Q1，即使這個(gè)信號(hào)順利輸進(jìn)Q1，也不可能得到放大啊，因?yàn)橹挥袕幕鶚O和發(fā)射極或者發(fā)射極和基極之間之間輸入晶體管的信號(hào)才能得到放大。“共基極放大器”和“共發(fā)射極放大器”都是從集電極和地之間輸出信號(hào)，而且它們的直流偏置電路的結(jié)構(gòu)也很相似，容易混淆；但是它們的差別仍然非常明顯：第一，共基極放大電路中，基極與交流地之間通常接有大容量的電容器，使基極交流接地，以便在基極形成輸入、輸出信號(hào)的公共通道；第二，共基極放大電路中，信號(hào)是從發(fā)射極與地之間輸入的，因此發(fā)射極不能直接接信號(hào)地、更不能直接接地，在發(fā)射極與地之間必須接有沒(méi)有并聯(lián)大容量電容器的電阻。樓主提供電路的Q1中

6、，發(fā)射極直接接正電源，相當(dāng)于直接接信號(hào)地，而且也沒(méi)有任何信號(hào)輸入線(xiàn)，因此不可能從發(fā)射極與地之間輸進(jìn)信號(hào)；基極與地之間也沒(méi)有接電容實(shí)施交流接地。相反，由于Q1的發(fā)射極直接接(交流)地，形成了輸入、輸出信號(hào)的公共通道，而且它的基極又直接和Q2的信號(hào)輸出口（集電極）相連、沒(méi)有交流接地，所以Q1是“共發(fā)射極放大器”。Q1由于和另外兩個(gè)晶體管Q2、Q3的極性相反、所需電源極性相反，在電路里只能倒過(guò)來(lái)接。它屬于典型的“共發(fā)射極放大器”，并從基極接收Q2集電極輸出的信號(hào)，由于它的發(fā)射極沒(méi)有接交、直流負(fù)反饋電阻，因此它的電壓放大倍數(shù)比Q2大得多。由于電源的正極和負(fù)極，都是交流信號(hào)的“信號(hào)地”（電源的內(nèi)阻很小啊

7、-對(duì)交流來(lái)說(shuō)），所以Q1的發(fā)射極接正電源，也是接信號(hào)地；由于Q2的信號(hào)從集電極和地之間輸出，所以Q1的輸入信號(hào)是從基極和發(fā)射機(jī)之間輸入的；Q1放大后的信號(hào)是從集電極和地之間輸出的，也即是由集電極和發(fā)射極之間輸出。所以，Q1是“共發(fā)射極”放大器。樓主只要不把Q2看做是發(fā)射極輸出信號(hào)的“射極跟隨器”，而把它看做是集電極輸出信號(hào)的“共發(fā)射極放大器”，心中的疑團(tuán)就沒(méi)啦！“Q1的be端與R3并聯(lián)，那么R3上的壓降基本就不變！”。這種說(shuō)法，僅僅是指Ube的“平均直流電壓”或者說(shuō)是“靜態(tài)工作電壓”！在輸入交流信號(hào)的時(shí)候，在這個(gè)靜態(tài)直流電壓上會(huì)疊加交流信號(hào)電壓，當(dāng)交流信號(hào)的某個(gè)半周使Ube電壓值增加時(shí)，晶體管

8、的基極電流Ib會(huì)相應(yīng)增加，集電極電流隨之增加；當(dāng)某個(gè)半周使Ube電壓減少時(shí)，晶體管的基極電流Ib會(huì)相應(yīng)減少，集電極電流隨之減少。這是晶體管放大電路的基本工作原理，類(lèi)似的放大電路普遍得很啊，特別在集成電路里面！。當(dāng)然，在普通放大電路里，為了穩(wěn)定直流工作點(diǎn)、改善信號(hào)質(zhì)量，多數(shù)的情況是在發(fā)射極再串接（交、直流）負(fù)反饋電阻。因此，當(dāng)Q2基極輸入信號(hào)時(shí)，會(huì)引起它的基極電流Ib發(fā)生變化，使其集電極電流發(fā)生變化，即通過(guò)R3的電流發(fā)生變化，使R3 上的電壓降發(fā)生相應(yīng)的變化，就是Q1的Ube隨著輸入信號(hào)發(fā)生變化， 這就相當(dāng)于Q2放大以后輸出的信號(hào)輸給了Q1 的基極（和發(fā)射極），Q1自然會(huì)放大信號(hào)啊 。共發(fā)射極放

9、大器和共基極放大器電路比較。很顯然，Q1不是“共基極放大器”，甚至也不能像Q2那么方便地將它改成“共基極放大器”，因?yàn)樗陌l(fā)射極沒(méi)有接電阻，而且基極直接和前級(jí)晶體管的輸出信號(hào)連接。1、直流工作點(diǎn)試分析1.1、由于晶體管Q1的基極和發(fā)射極之間的直流電壓Ube1的絕對(duì)值為0.7V，從圖中可以看出Ube1等于晶體管Q2的集電極電流Ic2流過(guò)電阻R3的電壓降Ur3，因此Ur3=Ube1=0.7V。那么Q2的集電極電流Ic2為：Ic2= Ur3 / R3=0.7/330=0.0021(A)=2.1（mA）1.2、晶體管Q2的基極電壓Ub2是由電源電壓Ec=5V經(jīng)R1、R2分壓得到：Ub2=EcR2（R1

10、+R2）= 5.012（27+12）=1.54（V）那么Ue2就可用下式算出：Ue2= Ub2- Ube2=1.54-0.7=0.84（V）而Ue2實(shí)際上就是Q2的發(fā)射極電流Ie2和Q1的集電極電流Ic1共同流經(jīng)Q2的發(fā)射極電阻R4上的電壓降Ur4，因此：Ue2=Ur4=（Ic1 + Ie2）R4=0.84（V），即：（Ic1 + Ie2）R4=0.84（V）那么,（Ic1 + Ie2）=0.84/ R4=0.84/150=0.0056（A）=5.6（mA）由于Ie2=Ic2+Ib2，晶體管基極電流Ib2數(shù)值很小（Ib是Ic的分之一，通常為數(shù)十至數(shù)千，常用者為100左右），在這里可以忽略不計(jì)，

11、因此可以認(rèn)為Ie2Ic22.1mA，這樣就可以得出Ic1：Ic1 =5.6 - Ie2=5.6-2.1=3.5（mA）1.3、Ic1在R6、R5上的電壓降Ur5r6為：Ur5r6= Ic1（R5+R6）=0.0035（220+240）=0.0035×460=1.61(V)由此可算出出Uc1：Uc1= Ur5r6+ Ur4=1.61+0.84=2.45（V）1.4、晶體管Q3的發(fā)射極電壓Ue3可用下式算出：Ue3= Uc1Ube3=2.450.7=1.75（V）可見(jiàn)，流過(guò)晶體管Q3的發(fā)射極電阻R8上的電流Ie3為：Ie3= Ue3/R8=1.75/470=0.0037（A）=3.7（m

12、A）工作點(diǎn)最終的分析結(jié)果見(jiàn)附圖。2、工作點(diǎn)自動(dòng)穩(wěn)定性能分析假設(shè)某種原因使晶體管Q2的集電極電流Ic2增加，R3上的電壓降Ur3增加，即Q1的“基極-發(fā)射極電壓Ube1”增加，引起QI基極電流Ib1增加、集電極電流Ic1增加，QI集電極電流Ic1在Q2發(fā)射極電阻R4上的電壓降Ur4增加、即Ue2增加，導(dǎo)致Ube2降低使Q2的基極電流Ib2減少，使Q2的集電極電流Ic2減少，最終使Ic2恢復(fù)為原值。即：Ic2Ur3Ube1Ib1Ic1Ur4Ue2Ube2Ib2Ic2假設(shè)某種原因使晶體管Q1的集電極電流Ic1增加，QI集電極電流Ic1在Q2發(fā)射極電阻R4上的電壓降Ur4增加、即Ue2增加，導(dǎo)致Ube2降低使Q2的基極電流Ib2減少，使Q2的集電極電流Ic2減少，R