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射极跟随器的电路设计

时间:2023-07-01 11:27来源:未知 作者:admin 点击:
共发射极放大电路输出电阻高,容易受到作为负载所接电路的影响。 射极跟随器(共集电极放大电路),其发射极跟随着输入 信号 (基极电位)进行工作,输入阻抗高,输出阻抗低。

共发射极放大电路输出电阻高,容易受到作为负载所接电路的影响。

射极跟随器(共集电极放大电路),其发射极跟随着输入信号(基极电位)进行工作,输入阻抗高,输出阻抗低。射极跟随器大多用在电路的输出极,降低输出阻抗,增强电路的带负载能力。

(一)未带负载电阻的射极跟随器

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(二)电路设计

1. 确定电源电压

为了得到5V的最大输出电压,必须要5V以上的电源。

2. 晶体管集电极损耗的计算

如果发射极直流电位Ve设置在电源电压与GND的中点,就能取出最大的输出振幅。

Vce = Vcc - Ve = 15 - (Vb - 0.6) = 15 - (7.5 - 0.6) = 8.1V

Pc = Vce * Ic = 8.1 * 10mA = 81 mW.

3. 决定发射极电阻 R3 的方法

R3 = Ve / Ie = 6.9V / 10mA = 690 Ω   (R3取680 Ω )

4. 电容C1~C4的确定

C1,C4是隔离直流电压的电容。

C1 = C4 = 10uF .

C1 与 R2 形成高通滤波器:f1 = 1/(2πRC) = 3.2HZ;

C4 与 RL 形成高通滤波器:f2 = 1/(2πRC) = 16HZ;   (电路接有1KΩ 负载时)。

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输入输出波形一致,重合。

(三)输出负载加重的情况

带负载电阻的射极跟随器,如没有预先将空载电流增大到比最大输出电流还要大一些时,输出波形的负侧就被切去,不能得到最大的输出电压。

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射极跟随器的发射极负载电阻 R3 在取出很大电流时(接上阻抗低的负载时),输出波形的负载被截去。

Vi = 8Vpp;    Vb = 7.2+4sin(wt) ;     Ve = Vb - 0.6;        ie = iR3 + iRL

又当Vi = 0 时, Vc4 = VR3 - Vo = 6.6V

iR3 = (Vo+6.6)/680

iRL = Vo/RL 

ie = (Vo+6.6)/R3 + Vo/RL

要使电路处于放大状态,ie > 0,可计算出Vo > -3.3V.

Vo波形受两个条件限制:Vo = Vi ; Vo > -3.3V.

ie = 6.6/R3 +Vo(1/R3+1/RL) = 6.6/R3 + Vi/(R3//RL) = Im + Vi/(R3//RL) > 0;

Vi > -Im*(R3//RL) 

设 y = -Vi / Im,    Im = 6.6 / R3 = 6.6 / 680 = 9.7 mA

因为 -4V < Vi < 4V , -413 < -Vi / Im < 413.

即 y max = 413Ω , 又 Re = 680Ω, RL >=1052Ω.

如果RL小于1052Ω,将会产生削底现象。

(四)推挽型射极跟随器

为了改善削底现象,将发射极负载电阻换成PNP型晶体管的射极跟随器的电路。

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推挽型射极跟随器负载电阻R3 = 100Ω < 1052Ω , 输出波形仍没有截去。但是在输出波形的中央附近,存在正弦波上下侧没有连接上的部分,即产生交越失真。

输入信号在0V附近时,基极电位是相同的。输入信号在0V附近时,基极—发射极间没有电位差,故没有基极电流的流动,两只晶体管均截止,即产生交越失真。

在波形的中央部分就产生 -0.6V 到 +0.6V的死区。

电路缺点: 产生交越失真;

电路优点: 解决削底现象;

电路效率高。(该电路在没有输入信号时,两个晶体管都截止,所以空载电流为0,它有晶体管不发热的优点)

(五)改进后的推挽型射极跟随器

二极管在各个晶体管的基极上加上0.6V的补偿电压(二极管的正向压降)以抵消晶体管的死区。

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