1共射級單管放大器工作原理

1共射級單管放大器工作原理管子工作前題是BE結(jié)加正向電壓BC結(jié)加反向電壓，然后1.發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子，2.電子在基區(qū)邊界擴(kuò)散與復(fù)合，空穴由外電源補(bǔ)充，維持電流。3.電子被集電極收集。改變基極電流就可以改變集電極電流：IC=BIB2.在兩個放大管與VEE之間接的有一個恒流源.一、微恒流源原理電路電路如圖1所示，當(dāng)IR一定時，IC2可確定為：圖1可見，利用兩管基一射電壓差VBE可以控制IO。由于VBE的數(shù)值小，用阻值不大的Re2即可得微小的工作電流--微電流源。二、恒流源電路的主要應(yīng)用-有源負(fù)載前面曾提到，增大Rc可以提高共射放大電路的電壓增益。但是，Rc不能很大，因為在集成工藝中制造大電阻的代價太高，而且，在電源電壓不變的情況下，Rc越大，導(dǎo)致輸出幅度越小。那么，能否找到一種元件代替RC，其動態(tài)電阻大，使得電壓增益增大，但靜態(tài)電阻較小。因而不致于減小輸出幅度呢？自然地，我們可以考慮晶體管恒流源。由于電流源具有直流電阻小，交流電阻大的特點(diǎn)，在模擬集成電路中廣泛地把它作負(fù)載使用--有源負(fù)載，如圖2所示。在本圖中恒流源由20K電阻和Q7與Q8組成.其他同基本放大電路.Q7短接基極和集電極的接法在集成電路制作中常用.由于晶體管電流源具有直流電阻小，交流電阻大的特點(diǎn)，在模擬集成電路中廣泛地把它作負(fù)載使用--有源負(fù)載.而且集成電路中做二極管就是用三極管一個極.短接另一個極.3三級運(yùn)放放大電路工作原理三極管是電流放大器件，有三個極，分別叫做集電極C，基極B，發(fā)射極E。分成NPN和PNP兩種。我們僅以NPN三極管的共發(fā)射極放大電路為例來說明一下三極管放大電路的基本原理。集成電路是在一小塊P型硅晶片襯底上，制成多個晶體管(或FET)、電阻、電容，組合成具有特定功能的電路。集成電路在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)：1.采用直接耦合方式。2.為克服直接耦合方式帶來的溫漂現(xiàn)象,采用了溫度補(bǔ)償?shù)氖侄?---輸入級是差放電路。3.大量采用BJT或FET構(gòu)成恒流源,代替大阻值R,或用于設(shè)置靜態(tài)電流。4.采用復(fù)合管接法以改進(jìn)單管性能。集成電路分為數(shù)字和模擬兩大部分。5.運(yùn)算放大器工作原理運(yùn)算放大器(OperationalAmplifier,簡稱OP、OPA、OPAMP)是一種直流耦合﹐差模(差動模式)輸入、通常為單端輸出(Differential-in,single-endedoutput)的高增益(gain)電壓放大器，因為剛開始主要用于加法，乘法等運(yùn)算電路中，因而得名。一個理想的運(yùn)算放大器必須具備下列特性：無限大的輸入阻抗、等于零的輸出阻抗、無限大的開回路增益、無限大的共模排斥比的部分、無限大的頻寬。最基本的運(yùn)算放大器如圖1-1。一個運(yùn)算放大器模組一般包括一個正輸入端(OP_P)、一個負(fù)輸入端(OP_N)和一個輸出端(OP_O)。圖1-1通常使用運(yùn)算放大器時，會將其輸出端與其反相輸入端(invertinginputnode)連接，形成一負(fù)反饋(negativefeedback)組態(tài)。原因是運(yùn)算放大器的電壓增益非常大，范圍從數(shù)百至數(shù)萬倍不等，使用負(fù)反饋方可保證電路的穩(wěn)定運(yùn)作。但是這并不代表運(yùn)算放大器不能連接成正回饋(positivefeedback)，相反地，在很多需要產(chǎn)生震蕩訊號的系統(tǒng)中，正回饋組態(tài)的運(yùn)算放大器是很常見的組成元件。開環(huán)回路圖1-2開環(huán)回路運(yùn)算放大器開環(huán)回路運(yùn)算放大器如圖1-2。當(dāng)一個理想運(yùn)算放大器采用開回路的方式工作時，其輸出與輸入電壓的關(guān)系式如下：Vout=(V+-V-)*Aog其中Aog代表運(yùn)算放大器的開環(huán)回路差動增益(open-loopdifferentialgai由于運(yùn)算放大器的開環(huán)回路增益非常高，因此就算輸入端的差動訊號很小，仍然會讓輸出訊號「飽和」(saturation)，導(dǎo)致非線性的失真出現(xiàn)。因此運(yùn)算放大器很少以開環(huán)回路出現(xiàn)在電路系統(tǒng)中，少數(shù)的例外是用運(yùn)算放大器做比較器(comparator)，比較器的輸出通常為邏輯準(zhǔn)位元的「0」與「1」。閉環(huán)負(fù)反饋將運(yùn)算放大器的反向輸入端與輸出端連接起來，放大器電路就處在負(fù)反饋組態(tài)的狀況，此時通?？梢詫㈦娐泛唵蔚胤Q為閉環(huán)放大器。閉環(huán)放大器依據(jù)輸入訊號進(jìn)入放大器的端點(diǎn)，又可分為反相(inverting)放大器與非反相(non-inverting)放大器兩種。反相閉環(huán)放大器如圖1-3。假設(shè)這個閉環(huán)放大器使用理想的運(yùn)算放大器，則因為其開環(huán)增益為無限大，所以運(yùn)算放大器的兩輸入端為虛接地(virtualground)，其輸出與輸入電壓的關(guān)系式如下：Vout=-(Rf/Rin)*Vin圖1-3反相閉環(huán)放大器非反相閉環(huán)放大器如圖1-4。假設(shè)這個閉環(huán)放大器使用理想的運(yùn)算放大器，則因為其開環(huán)增益為無限大，所以運(yùn)算放大器的兩輸入端電壓差幾乎為零，其輸出與輸入電壓的關(guān)系式如下：Vout=((R2/R1)+1)*Vin圖1-4非反相閉環(huán)放大器集成運(yùn)算放大器原理由于運(yùn)算放大器的增益極高，所以不能在兩輸入端之間加上輸入信號，而一定要用作反饋放大器。這種運(yùn)算放大器基本上可分為圖2-9所示的非倒相放大電路和圖2-10所示的倒相放大電路兩類。(a)非倒相放大電路首先，我們來討論非倒相放大電路。設(shè)IN+端和IN-端的電壓分別為和，并認(rèn)為運(yùn)算放大器的增益無限大，則為要獲得有限的輸出電壓，則=。這點(diǎn)則是運(yùn)算放大器工作中的一大特征。在此前提下，分析電路工作就能變得十分簡單。根據(jù)此特征，輸入與輸出的關(guān)系為：(b)倒相放大電路下面我們來分析倒相放大電路。=，這點(diǎn)是與非倒相放大電路情況相同的，所以=0V。這樣，盡管有輸入信號，然而端處為0V。恰似接地，所以被叫做假想接地。于是，若討論流經(jīng)Rs.Rf的電流I，由于運(yùn)算放大器的輸入電流為0，則據(jù)此，可得出輸入與輸出的關(guān)系可見，非倒相放大器和倒相放大電路，是從對應(yīng)于輸入，其輸出是否倒向這一事實出發(fā)而得名的。(c)差分放大電路如圖2-11所示，可將兩個這種放大電路組合成差分放大電路。端的電壓由和分壓而得流經(jīng)Rs2和Rf2的電流I為由上述兩式可得其中，如設(shè)Rs1=Rs2，Rf1=Rf2，則即差分放大器能夠獲得V1和V2之差成正比的輸出。實際的運(yùn)算放大器以上所述是均是理想的運(yùn)算放大器的情況。實際上，運(yùn)算放大器的增益不可能無限大，有電流向IN-、IN+端子流入(或流出)，并且其電流不一定相等。即使在無信號時，V+、V-之間也有一定的電壓。(a)輸入偏置電流(Ib)的影響如果運(yùn)算放大器的輸入級由晶體管構(gòu)成，要使電路能正常工作，應(yīng)有偏置電流(基極電流)流過。該輸入偏置電流流經(jīng)反饋電阻時，會產(chǎn)生壓降，從而造成輸出誤差。在圖2-12電路中，盡管無輸入，但是在輸出端也會出現(xiàn)位移電壓。此為：由于Ib-設(shè)=Rs(Rs與Rf并聯(lián)的值)，則=0，輸入偏流的