電壓跟隨器的原理及電路

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上電壓跟隨器的原理及電路電壓跟隨器具有很高的輸入阻抗和很低的輸出阻抗，是最常用的阻抗變換和匹配電路。電壓跟隨器常用作電路的輸入緩沖級和輸出緩沖級，如圖9-28所示。作為整個電路的高阻抗輸入級，可以減輕對信號源的影響。作為整個電路的低阻抗輸出級，可以提高帶負載的能力。電壓跟隨器一般由晶體管或集成運算放大器構成。 (1)晶體管射極跟隨器 晶體管構成的電壓跟隨器的典型電路如圖9-29所示。R1為基極偏置電阻，R2為發(fā)射極電阻，C1、C2分別為輸入、輸出耦合電容。由于電路的輸出電壓Uo從晶體管VT的發(fā)射極引出，并且輸出電壓Uo與輸入電壓配相位相同、幅度也大致相同，所以晶體管電壓

2、跟隨器又叫做射極跟隨器。 射極跟隨器對交流而言，電源相當于短路，晶體管VT的集電極是接地的，因此這是一個共集電極電路。圖9-30為其交流等效電路。 射極跟隨器具有輸入阻抗很高、輸出阻抗很低的顯著特點，如圖9-31所示。 輸入阻抗Ri是指從電路輸入端看進去的阻抗，等于輸入電壓Ui與輸入電流Ib之比，即Ri=Ui/Ib。射極跟隨器實質上是一個電壓反饋系數F=l的串聯電壓負反饋放大器，輸出電壓Uo全部作為負反饋電壓U反饋到輸入回路，抵消了絕大部分輸入電壓Ui，所以Ib很小。根據Ri=Ui/Ib可知，射極跟隨器的輸入阻抗Ri是很高的，可達幾百干歐。 輸出阻抗Ro是指從電路輸出端看進去的阻抗。需要注意的

3、是，輸出阻抗Ro并不等于發(fā)射極電阻Re，它等于由于負載變化引起的輸出電壓變化量Uo與輸出電流變化量Io之比，即Ro=Uo/Io。這個特性也是由于電路的強負反饋作用。當負載變化引起輸出電壓Uo下降時，輸入電壓配被負反饋抵消的部分也隨之減少，使得Uo回升，最終保持Uo基本不變。當負載變化引起輸出電壓Uo上升時，負反饋電壓也隨之增大，同樣使得Uo保持基本不變。這就意味著射極跟隨器的輸出阻抗Ro是很小的，一般僅為幾十歐。 (2)集成運放電壓跟隨器 由于集成運放具有極高的開環(huán)增益，所以集成運放電壓跟隨器的性能非常接近理想狀態(tài)，并且無外圍元件，無須調整，這是晶體管電壓跟隨器（射級跟隨器）所無法比擬的。集成

4、運放電壓跟隨器得到了越來越廣泛的應用。 集成運放電壓跟隨器電路如圖9-32所示。它實際上就是Rf=0，R1=，反饋系數F=l時的同相輸入放大器。由于集成運放本身的高增益特性，用集成運放構成的電壓跟隨器具有極高的輸入阻抗，幾乎不從信號源汲取電流，同時具有極低的輸出阻抗，向負裁輸出電流時幾乎不在內部引起電壓降，可視為電壓源。 （3）電壓跟隨器的等效電路若在同相放大器中的置R1=和R2=0,就是成為單位增益放大器，或電壓跟隨器如圖1.8（a）所示。值得注意的是，這個電路有運算放大器和將輸出完全反饋到輸入的一根導線所組成。這種閉環(huán)參數是：等效電路如圖（b）所示，作為一個電壓放大器，這個跟隨器并沒有盡職

5、，因為它的增益僅僅為1。然而，它的特長是起到一個阻抗變換的作用。因為從它的輸入看進去，它是一個開路；而從它的輸出端看進去是短路，源值為V0=Vi。為了領會這個特點，現在考慮一個源，其電壓為Vs，要將其跨接在某一個負載RL上。如果這個源始理想的，那么要做的就是用一根導線將兩者連接起來。然而，就是這個源有非零輸出電阻Rs，如下圖（a）所示，那么Rs和RL將構成電壓分壓器，VL的幅度一定會小于Vs的幅度，這是由于在Rs上的壓降關系?，F在用一個電壓跟隨器來替換這跟導線如圖（b）所示，因為這個跟隨器有Ri=，在輸入端部存在加載，所以VI=VS。再者，因為跟隨器有Ro=0，從輸出端口也不存在加載，所以VL=VI=VS，這表明現在RL接受了全部原電源電壓而且無任何損失。因此，這個電壓跟隨器的作用就是在源和負載之間起到一個緩沖作用。還能觀察到，現在源沒有輸送出任何電流，所以也不存在功率損耗，而在上圖（a）電路中卻存在。由RL所吸收的電流和功率現在是由