增強輸出的電路——射極跟隨器


共發射極放大電路輸出電阻高,容易受到作為負載所接電路的影響。

射極跟隨器(共集電極放大電路),其發射極跟隨着輸入信號(基極電位)進行工作,輸入阻抗高,輸出阻抗低。射極跟隨器大多用在電路的輸出極,降低輸出阻抗,增強電路的帶負載能力。

 

(一)未帶負載電阻的射極跟隨器

(二)電路設計

   1. 確定電源電壓

    為了得到5V的最大輸出電壓,必須要5V以上的電源。

   2. 晶體管集電極損耗的計算

    如果發射極直流電位Ve設置在電源電壓與GND的中點,就能取出最大的輸出振幅。

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

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

   3. 決定發射極電阻 R3 的方法

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

     4. 電容C1~C4的確定

    C1,C4是隔離直流電壓的電容。

    C1 = C4 = 10uF .

    C1 與 R2 形成高通濾波器:f1 = 1/(2πRC) = 3.2HZ;

    C4 與 RL 形成高通濾波器:f2 = 1/(2πRC) = 16HZ;   (電路接有1KΩ 負載時)。

 

 

    輸入輸出波形一致,重合。

 

(三)輸出負載加重的情況

         帶負載電阻的射極跟隨器,如沒有預先將空載電流增大到比最大輸出電流還要大一些時,輸出波形的負側就被切去,不能得到最大的輸出電壓。

 

 

     射極跟隨器的發射極負載電阻 R3 在取出很大電流時(接上阻抗低的負載時),輸出波形的負載被截去。

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

           又當Vi = 0 時, Vc4 = VR3 - Vo = 6.6V

   iR3 = (Vo+6.6)/680

   iRL = Vo/RL 

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

   要使電路處於放大狀態,ie > 0,可計算出Vo > -3.3V.

   Vo波形受兩個條件限制: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) 

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

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

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

   如果RL小於1052Ω,將會產生削底現象。       

(四)推挽型射極跟隨器

   為了改善削底現象,將發射極負載電阻換成PNP型晶體管的射極跟隨器的電路。 

  

 

        推挽型射極跟隨器負載電阻R3 = 100Ω < 1052Ω , 輸出波形仍沒有截去。但是在輸出波形的中央附近,存在正弦波上下側沒有連接上的部分,即產生交越失真。

     輸入信號在0V附近時,基極電位是相同的。輸入信號在0V附近時,基極—發射極間沒有電位差,故沒有基極電流的流動,兩只晶體管均截止,即產生交越失真。

     在波形的中央部分就產生 -0.6V 到 +0.6V的死區。 

    電路缺點: 產生交越失真;

    電路優點: 解決削底現象;

          電路效率高。(該電路在沒有輸入信號時,兩個晶體管都截止,所以空載電流為0,它有晶體管不發熱的優點) 

(五)改進后的推挽型射極跟隨器

   用二極管在各個晶體管的基極上加上0.6V的補償電壓(二極管的正向壓降)以抵消晶體管的死區。

 

 

 

 

 

    

 


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