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大家和我一起来认识放大电路

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楼主: wb61850
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ddb_21ic| | 2008-6-16 00:24 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览

有点《晶体管电路设计》的风格

日本人的这本书还真不错,比AV女优厚道

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wb61850|  楼主 | 2008-6-16 05:06 | 只看该作者

回41楼、42楼

俺把这个基本放大器的静态工作点重新在发一下,如图所示:

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wb61850|  楼主 | 2008-6-16 05:23 | 只看该作者

上图的静态工作点当然是直流稳态了

所谓的静态是指电路的直流稳态。即电路中各处的直流电流、直流电压。
关于功率放大的问题:功率P=电压V乘以电流I,即P=VI。
1:判断是否是功率放大,要看输出功率Po与输入功率Pi的比值的大小。
即功率放大倍数=输出功率Po/输入功率Pi。
输入功率是指信号源的输入功率;输出功率是指负载电阻上得到的功率。
2:基极电阻和集电极电阻可以通过反算求得(已知电压、电流求电阻)。
在已知电压、电流的情况下通过欧姆定律可以求得Rb和Rc。
这里的已知电压、电流是根据电路的实际情况及要求确定的。
在上述电路中:发射结导通电压大约在0.7V;通常Vc(集电极电压)可以设计为Vcc(电源电压)的一半;根据晶体管放大时的Ic与Ib的关系,确定Ib及Ic等。

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wb61850|  楼主 | 2008-6-16 05:39 | 只看该作者

好了,我们在回到17楼的电路中去,继续探讨一下吧

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wb61850|  楼主 | 2008-6-16 05:49 | 只看该作者

这个电路图与17楼电路图不同之处在于信号源幅度增大了十倍

我们将观测一下,信号源幅度增大十倍(由5mV变化到50mV)以后,电路中各处电压、电流的情况。
通常把电路在正弦信号源激励下的响应称为频率响应。

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wb61850|  楼主 | 2008-6-16 06:07 | 只看该作者

这是上述电路中Vb和Vc的波形

Vb:是基极电压或者称之为基极电位(对地而言)也可。
Vc:是集电极电压或者称为集电极电位(对地)也可以。
这个图显示的Vb、Vc的波形是动态波形。
黄色信号为基极电压Vb;绿色信号为集电极电压Vc。
示波器A通道为基极信号;示波器B通道为集电极信号。
示波器设置图中已经显示。

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wb61850|  楼主 | 2008-6-16 06:22 | 只看该作者

这是电压Vcb的波形

示波器用B通道测量,设置如图中显示。

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wb61850|  楼主 | 2008-6-16 06:26 | 只看该作者

综合一下47楼电路、48楼,49楼波形,我们可以得到什么信息

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wb61850|  楼主 | 2008-6-16 06:40 | 只看该作者

很明显:输出信号发生了失真

我们可以通过对比来说明这个问题。
黄色信号为没有失真的信号;绿色信号为失真的输出信号。由图可见,它们是反向关系。

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wb61850|  楼主 | 2008-6-16 06:43 | 只看该作者

我们要清楚的是:为什么输出信号发生了失真?

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wb61850|  楼主 | 2008-6-16 07:03 | 只看该作者

引起信号失真的一个重要原因是:晶体管进入了非线性区

晶体管是一种典型的非线性器件。
我们可以把5mV激励时看做是小信号的情况。这时Vb只是在其静态工作点处有一个很小范围的波动,引起的基极电流的波动很小,由此引起的集电极电流的波动也较小,因此引起Vc的波动也较小。在这种情况下,信号的失真不大,可以认为晶体管工作于线性区。
我们可以把50mV激励的情况看作是大信号激励。这时相对于小信号的情况,Vb和Vc波动的范围较大。由此将导致两个方面的失真问题:截止失真和饱和失真。
也就是说,信号失真的原因是因为晶体管进入了非线性区。
所谓的非线性区是指截止区和饱和区。

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wb61850|  楼主 | 2008-6-16 07:13 | 只看该作者

晶体管的截止区

如下图所示:当基极电压在谷值附近时,晶体管将进入截止区。从而引起输出信号的顶部失真。大家可以看出来,当晶体管进入截止区后,输出电压Vc是基本不随输入信号变化的。

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wb61850|  楼主 | 2008-6-16 07:17 | 只看该作者

嘿嘿,晶体管进入截止区的示意图

请注意示波器的标尺在输入信号(黄色)的谷值(最小值)处,所对应的输出信号(绿色)为峰值处(最大值)。

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wb61850|  楼主 | 2008-6-16 07:26 | 只看该作者

我们在来看看晶体管进入饱和时的情况

如图所示:示波器的标尺在黄色信号(基极电压)的峰值(最大值)处,所对应的恰好是绿色信号(集电极电压)的谷值(最小值)。在饱和区,集电极电压Vc也是不随基极电压Vb变化的。
大家可以看出来,输出信号与输入信号是反向关系。

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wb61850|  楼主 | 2008-6-16 07:40 | 只看该作者

晶体管轮流工作在截止、放大和饱和区

这就是大信号输入与小信号输入的不同之处。
那么晶体管进入截止区和饱和区有什么特点呢?
俺要去讨饭了,嘿嘿 。
请听下回分解吧。

欢迎大家踊跃参予讨论,欢迎大家批评、指教。

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yewuyi| | 2008-6-16 08:52 | 只看该作者

呵呵,精神可嘉

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shenjin| | 2008-6-16 14:45 | 只看该作者

wb61850 接着讲啊

正听着起劲呢 

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sfofyyy| | 2008-6-16 16:19 | 只看该作者

记号,学习!

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wb61850|  楼主 | 2008-6-16 21:56 | 只看该作者

感谢大家的参与和支持!俺将尽力而为

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wb61850|  楼主 | 2008-6-16 22:14 | 只看该作者

发个图片请大家欣赏一下

图中的集成电路是俺用0.1毫米的裸铜线(渡锡)焊接的一个引脚扩展。
下面的电路板是一个MP4的板子。
为什么要将引脚扩展,主要是因为有些IC的引脚间距太小,不好做实验。因此将其扩展出来,以便于做实验。

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