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【模电 小case】#1 单三极管放大电路

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简单讲一下三极管放大电路,并利用单三极管做一个最简单的功放,加深理解。好多电子爱好者从 认识电子元件 到 入门电路 都是从这个开始的。没准这也是你的第一个有某种实用意义的DIY
高端的就不说了,说多了不懂也是白说。一是个人能力有待提高,二是通过简单的问题触类旁通,来达到会自己查书查资料的目的, 推荐书目《晶体管电路设计》[日 铃木雅臣]


IP属地:安徽1楼2015-02-03 09:38回复
    借楼先说一些事
    在学习过程中,图书是不可缺少的,借楼先说一下学习模电的推荐书目
    推荐书目:
    ··《图解常用电子元器件的识别与检测》(电子工业出版社 赵广林编著)【讲解了各种电子元件的使用,不像其他书本那样笼统;真心很详细,并且引申了下基础集成电路、三极管、MOS等高实用价值元件的结构与应用,是一本不错的入门书】
    ··《晶体管电路设计》(科学出版社 日---铃木雅臣著)【不得不说日本人在写晶体管的书上别有一番造诣。我学习时最头疼的就是这里,课本乏味说得是神魔根本都不知道。而这方面好多书都是他们写的,生动形象不乏味,这本是比较中意的一本,分上下册。借不到的有电子档。生动又不缺乏专业】
    ··利用NE555、LM393以及一些常用元器件制作小物件的书(看这类书时,你会感到整个世界都是你的;虽然有些设计不是很严谨,但会发现很多小元件的妙用)
    ··开关电源设计方面的书(可以说开关电源包含了模电的大半,设计思想与实际应用很沾边)


    IP属地:安徽2楼2015-02-03 09:50
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      在此之前,还是了解下三极管工作原理
      三极管厉害的地方在于:它可以通过小电流去控制大电流。
      放大的原理就在于:通过小的交流输入,控制大的静态直流。
      假设三极管是个大坝,这个大坝奇怪的地方是,有两个阀门,一个大阀门,一个小阀门。小阀门可以用人力打开,大阀门很重,人力是打不开的,只能通过小阀门的水力打开。
      所以,平常的工作流程便是,每当放水的时候,人们就打开小阀门,很小的水流涓涓流出,这涓涓细流冲击大阀门的开关,大阀门随之打开,汹涌的江水滔滔流下。
      如果不停地改变小阀门开启的大小,那么大阀门也相应地不停改变,假若能严格地按比例改变,那么,完美的控制就完成了。

      在这里,Ube就是小水流,Uce就是大水流,人就是输入信号。当然,如果把水流比为电流的话,会更确切,因为三极管毕竟是一个电流控制元件。


      IP属地:安徽4楼2015-02-03 10:18
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        电流、电压放大误区
        下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。
        这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。
        三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源 能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,
        且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变 化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。
        如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射 极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。
        如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。(这句很重要,当初就是分不清三级管到底是放大电流还是放大电压的。记住,三极管是用基极电流来控制集电极电流的元件)


        IP属地:安徽5楼2015-02-03 10:26
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          用NPN三极管为例说明其内部载流子运动规律和电流放大
          原理,
          1、发射区向基区扩散电子:由于发射结处于正向偏置,发射区的多数载流子(自由电子)不断扩散到基区,并不断从电源补充进电子,形成发射极电流IE。
          2、电子在基区扩散和复合:由于基区很薄,其多数载流子(空穴)浓度很低,所以从发射极扩散过来的电子只有很少部分可以和基区空穴复合,形成比较小的基极电流IB,而剩下的绝大部分电子都能扩散到集电结边缘。
          3、集电区收集从发射区扩散过来的电子:由于集电结反向偏置,可将从发射区扩散到基区并到达集电区边缘的电子拉入集电区,从而形成较大的集电极电流IC。
          与MOS管的区别:(略记一下,对后期有帮助)
          在三极管中,空穴和自由电子都参与导电,称为双极型器件,用BJT表示;
          而场效应管只有多子导电,称为单极型器件,用FET表示.
          由于多子浓度不受外界温度、光照、辐射的影响,在环境变化剧烈的条件下,选用FET比较合适. 这也就是我们通常所说的场效应管比较稳定的原因.


          IP属地:安徽6楼2015-02-03 10:36
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            在应用之前,还需要了解为什么要加偏置电路
            三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压 大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V)。
            当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比 0.7V要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时,基极电流都是0)。
            如果我们事先在三极管的基极上加上一 个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小 信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出。(由于偏执内容太多,不一一介绍了,书本里介绍很全的,不过还是要把电阻分压式吃透)
            另一个原因就是输出信号范围的要求,如果没有加偏置,那么只有对那些增加的 信号放大,而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0,不能再减小了)。 而加上偏置,事先让集电极有一定的电流,当输入的基极电流变小时,集电极 电流就可以减小;当输入的基极电流增大时,集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。


            IP属地:安徽8楼2015-02-03 10:51
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              下面来讲基本电路应用
              共射放大电路:
              上一贴图
              应用最多的就是共发射极接法。因为发射极接到地线上,而地线是输入信号和输出信号都共用的,固名共发射极。
              优点:电压放大倍数大,功率放大倍数最大,电流放大倍数大=β,
              在电子电路设计中,为了简化优化电路,都有一条公共线,也叫地线,在单电源供电的电路中,既可用电源的正极线也可用负极线作地线。一般用负极线作地线。但对于信号来说,电源线与地线是相通的,这点要理解好。 接法的分类是以输入和输出两个信号共用哪个极来分的。
              共集电极放大:

              1、输入信号与输出信号同相;
              2、无电压放大作用,电压增益小于1且接近于1,因此共集电极电路又有“电压跟随器”之称 ;
              3、电流增益高,输入回路中的电流iB<<输出回路中的电流iE和iC;
              4、有功率放大作用;
              5、适用于作功率放大和阻抗匹配电路。
              6、在多级放大器中常被用作缓冲级和输出级。
              共基极放大:

              特点:
              1、输入信号与输出信号同相;
              2、电压增益高;
              3、电流增益低(≤1);
              4、功率增益高;
              5、适用于高频电路。


              IP属地:安徽9楼2015-02-03 11:10
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                就是这样,要先给共射放大弄明白哦≥ε ≤


                IP属地:安徽10楼2015-02-03 11:13
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                  下面就用应用最广泛的共射极电路搭一个功放,电路奉上

                  第一张便于与理论理解
                  第二张的成品效果会好些,有些不完善,毕竟都是淘的别人的图,一会自己画个终极版


                  IP属地:安徽11楼2015-02-03 11:59
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                    哦,我看到你推荐的书了,谢楼主,我要在这里常驻学习了


                    IP属地:河南来自Android客户端13楼2015-02-08 08:33
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                      刘明


                      IP属地:江西来自Android客户端14楼2015-02-09 12:58
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                        写的很好啊,继续丫


                        IP属地:安徽15楼2015-02-15 22:25
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                          IP属地:山东来自Android客户端16楼2015-02-16 16:04
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                            很有收获,谢谢


                            来自手机贴吧17楼2015-05-10 19:04
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                              IP属地:福建来自Android客户端18楼2015-05-14 07:17
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