[电路分析] 三极管 跟随器 的迷思

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NK6108|  楼主 | 2021-12-1 11:40 | 显示全部楼层 |阅读模式

三极管 跟随器

三极管 跟随器
  

一个 普通到不行 的电路, 特别声明,本帖讨论的 射随器,是作为 输出级的,就是纳闷,   
作为输出级,为何採用 单管拓扑,既然单管,为甚么用 双电源,用 双电源了,干吗还以  电容耦合 (或者反过来,耦合既然有电容,干吗还要 双电源) ?!  

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NK6108 2021-12-2 21:36 回复TA
@xch不解就问,懂的就答,正经说事,从不抬杠。 
NK6108 2021-12-2 21:34 回复TA
@xch莫名其妙 ! 
xch 2021-12-1 22:14 回复TA
寻衅滋事 

相关帖子

lfc315| | 2021-12-1 14:05 | 显示全部楼层
没有电容,三极管怎么建立合适的工作点呢?
比如输入有直流的情况?
比如输出不能有直流的情况?

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NK6108|  楼主 | 2021-12-1 21:03 | 显示全部楼层
lfc315 发表于 2021-12-1 14:05
没有电容,三极管怎么建立合适的工作点呢?
比如输入有直流的情况?
比如输出不能有直流的情况? ...

半桥与全桥拓扑可直接给负载提供 交流通道,
半桥拓扑的电容,相当于 双电源,把一个电容砍掉就成为 单端推挽,适用于单电源供电的系统,
不过我也发觉,半桥式逆变器有时也会在交流(负载)通道中加电容,据说是 防止变压器偏磁 的,
但这里的 跟随器 是放大器,在双电源环境中 仍要串个电容 是何用意,难道是用来  防止负载因三极管击穿而受损  的 ?!

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qinlu123| | 2021-12-2 08:05 | 显示全部楼层
确实是多此一举

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NK6108 2021-12-16 10:45 回复TA
@xmar单管交流功放的 三等分法则,在双电源中仍适用; 在单电源上加个中点,可以见到,电位差仍在 ! 
NK6108 2021-12-16 10:37 回复TA
@xmar是的,我终于知道甚么回事了,可不是 凡双电皆直耦 的咧。 
xmar 2021-12-15 10:26 回复TA
此射随器电路要加电容。否则,不加Cout输出信号含直流分量;不加Cin三极管工作点不对。 
lfc315| | 2021-12-2 09:12 | 显示全部楼层
NK6108 发表于 2021-12-1 21:03
半桥与全桥拓扑可直接给负载提供 交流通道,
半桥拓扑的电容,相当于 双电源,把一个电容砍掉就成为 单 ...

你这是交流跟随器。。。
单一个三极管,能做直流跟随器吗,输出比输入直接少了约0.7V

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NK6108|  楼主 | 2021-12-2 21:47 | 显示全部楼层
lfc315 发表于 2021-12-2 09:12
你这是交流跟随器。。。
单一个三极管,能做直流跟随器吗,输出比输入直接少了约0.7V ...

基射两极电位的差距,不影响使用,
把 Rι 接至 Vee ,就是经典的 共集拓扑, C.out 相当于 Vee ,交流通道 仍能构成,不影响使用。

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NK6108 2021-12-16 10:19 回复TA
@lfc315不是 钻胡同,而是 犯懵了,单管射随器 即使 双电源 也不能直耦 的原因 现已梳理清楚。 
lfc315 2021-12-3 09:56 回复TA
你是在自己熟悉的框架里打转。像这样参数都没有的电路,太深入就是转牛角尖了 
NK6108|  楼主 | 2021-12-2 22:22 | 显示全部楼层
此电路並非电子爱好者闭门造车之作,而是实用装置,
运放的 功率不够看,互补三极管模块 频率不够看而且品种太少,三极管单体则是 互补管不好找,但这些因素都解释不了  此电路的设计目的。

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king5555| | 2021-12-2 23:07 | 显示全部楼层
首楼电路,负载只要交流因此必须隔直,此电路不隔直时工作点受到输入信号产生器和负载所改变。
Image130.png

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NK6108|  楼主 | 2021-12-3 09:20 | 显示全部楼层
单管的跟随器,用双电源其实还是有问题,
Re 是三极管的 直流下拉电阻,但对 交流,却是只靠 Ie 的压降来改变 输出电位,而非 主动下拉,
所以,单管的跟随器只能是 纯甲类,而且,对 C.out (单电源) 或 Vee 来说,  Rι 跟 Re 是串联的,如果阻值相等,「负」输出就只有 Vee/2  了。

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lfc315| | 2021-12-3 09:53 | 显示全部楼层
把输入电容输出电容都短路,再分析一下。。。
能满足沙发帖子提到的情况吗?

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NK6108|  楼主 | 2021-12-3 21:30 | 显示全部楼层
跟这电路的 静态工作点 相关的,实际上只有 Vee ,
把所有电容都短路,得到的就是
“  Re +{  Rι ‖〔rbe + (Rgon ‖ RB)〕}”  ,
那么,如果 Rgon 与 RB 不够小,或 Rι 不是无穷大,则 Rι 对 静态工作点 是有影响的,
C.out 的介入,相当于令 Rι 在待机状态时「开路」,而 C.in 的介入只把 Rgon「切断」,RB 的影响没消除。

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NK6108|  楼主 | 2021-12-3 22:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 NK6108 于 2021-12-3 22:50 编辑

自举 的引入,可使 交流输出的 正半周幅度增加至接近 Vcc ,
但是,负半周的幅度,如果 “Rι=Re” ,那就只有  Vee/2 ,
那么,如果想要负半周幅度也接近 Vcc ,则 Vee 得加倍才行,
单电源射随器,如果 “Rι=Re” ,则 静态工作点 应为  “2Vcc/3” ,
双电源,就是把这 “2Vcc/3” 以 Vee 代之,可以说,如果 Vee 不加倍,则自举的引入是没意义的。

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NK6108|  楼主 | 2021-12-5 20:56 | 显示全部楼层
当然,如果把 Re 改为恒流元,那就不一样了,
恒流元,是个 非线性电阻,实际阻值理论上可降至零,那么,Vee 就甭加倍,而 自举 的引入也就有意义了。

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NK6108|  楼主 | 2021-12-10 11:15 | 显示全部楼层
lfc315 发表于 2021-12-2 09:12
你这是交流跟随器。。。
单一个三极管,能做直流跟随器吗,输出比输入直接少了约0.7V ...

输出低于输入 0.7V 很正常,关键是,Re 造成的 负半周损失,纵使加了自举也没用 !  
在 单电源 系统中,C.out 的作用相当于 Vee ,双电源,射极静态电位 跟中点(地)电位齐平,那么,C.out 两端就是等电位,  
如果是双电源,射随器的输入完全可以直耦,除非,讯号是含有直流的,而你只想提取讯号中的交流成份,那才需加 C.in ,
负载跟 Re 的关系,正半周是並联,负半周是串联,三极管纵然截止,Re 是还有压降的,倘若 C.out 没贡献, Vee 就被瓜分 !

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NK6108|  楼主 | 2021-12-13 18:57 | 显示全部楼层
NK6108 发表于 2021-12-3 22:20
自举 的引入,可使 交流输出的 正半周幅度增加至接近 Vcc ,
但是,负半周的幅度,如果 “Rι=Re” ,那就 ...

单管双电共集极

单管双电共集极


Rb 如果用 恒流元,就甭 自举,
自举跟恒流等效,但这等效 只能减小 Uce,对 Re 的分压 没用,
有自举,如果 Vin 高于 Vcc ,则 Uce 可接近 0 ,但是,当 Vin 下降至  Vee/2  时,Ie 就减至 0 ,Vin 更负,Ve 也不受控 !

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NK6108|  楼主 | 2021-12-14 21:50 | 显示全部楼层
本帖最后由 NK6108 于 2021-12-14 21:55 编辑
NK6108 发表于 2021-12-13 18:57
Rb 如果用 恒流元,就甭 自举,
自举跟恒流等效,但这等效 只能减小 Uce,对 Re 的分压 没用,
有自 ...

静态 Ve 为零,意味着 三极管 是半开的,
那么,基极 静态电位 比射极高约  0.6V ,
对于 交流放大器,讯号源的 静态输出为 零,是合理的,
那么,基极若跟讯号源直耦,则两者的 静态电位 都不对了,C.in 的介入,其理也许在此。

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NK6108|  楼主 | 2021-12-14 23:33 | 显示全部楼层
只能顶天,无法立地,乃  单管跟随器 的弊端 !
给这样的 跟随器 输入纯交流 (正负半周 完全对称) ,C.out 会根据 伏秒法则 建立起 左正右负 的电压,那就相当于 增加Vee ,减小Vcc ,使 负载得到的交流 趋于对称,大慨是这样吧 ?!

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xmar 2021-12-15 11:26 回复TA
楼主这个射随器工作在100MHz没问题。如果是小信号,用UHF超高频三极管,工作10GHz也没问题,而且成本还低。 
xmar 2021-12-15 11:21 回复TA
但BJT三极管射随器也有突出优点:频率特性优良、电路还简单。 
NK6108|  楼主 | 2021-12-15 13:59 | 显示全部楼层
本帖最后由 NK6108 于 2021-12-15 19:05 编辑

结构性的缺陷,是无可救药的,
这种跟随器,输出摆幅只有〖±(Vcc + Vee)/3〗!
待机电位 不是零,而是〖Vcc/3〗,所以须插入 C.out 为给负载隔直,
而为使管子得以开通,Rb 就不能接地,那又得靠 C.in 来跟讯号源连系了。

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NK6108|  楼主 | 2021-12-15 22:30 | 显示全部楼层
Rι 如果等于 Re ,单管的 共集极 交流放大电路 的射极静态电位 就应该是 2Vcc/3 ,这点我原本是懂了的,
问题是,在我的认知中,直耦,似乎成了 双电源系统的「招牌菜」,而没有意识到,单管 共集极交流放大电路 的特殊性 !
此帖发布后,继续琢磨,猛然醒悟,在 单电源 上加个中点,不就成了〖2Vcc/3  跟  Vcc/2〗的静态电位差 了吗,所以,虽用双电源,耦合电容 还得加 !

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NK6108|  楼主 | 2021-12-15 23:40 | 显示全部楼层
BJT ,是 增强型 的,欲使管子开通,发射结 必须正偏, NPN管,基极电位高于射极 才可开通,  
想要设置 射极电位,基极电位 就得比 你想要的射极电位 高,C.in 的作用,就是 承接 基极跟讯号源(Vs) 的静态电位差。

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