沃尔曼电路外在形式上表现为晶体管(这里指三极管)纵向堆积起来,将下面三极管的集电极与上面三极管的发射极连接起来,将上面三极管的基极交流接地。下面的三极管可看成由输入信号控制的可变电流源而上面的三极管是频率特性良好的共基极电路,上面两种电路的结合体就是沃尔曼电路基本形式。
1.沃尔曼电路的理解
(最下面的GND改为-15V!)上图可分析:当输入一个正弦波(交流量),因为Q1的基极直流电位由正负电源和R1,R2分压得来,所以在三极管Q1的基极可检测到骑在某一直流电位(VQ1b)之上的输入信号。因为R3被C4和C5交流接地,所以在Q1射极出现的波形是在(VQ1b-0.6)直流电位上加载的输入信号,而Q1的集电极经Q2的射极,基极交流接地,对于输入的交流信号,可视为Q1的集电极电阻为0,所以Q1(共射电路)增益为0,作为放大来说它是毫无用处的,正因为增益为0,三极管Q1的输入电容仅为Cbe与Cbc之和,没有发生密勒效应,也就没有因为密勒效应而使此管子的频率特性变坏。对于不同的输入,经RE会产生不同的电流,所以说下面的三极管可看成由输入信号控制的可变电流源。显然,这与共发射极电路后级联上共基极电路是不一样的。三极管Q2的基极接地,与发射极上没有交流压差,所以Q2是作为共基电路工作的,此电路的总增益也由共基电路产生。现在再来看沃尔曼电路,不难理解它由将输入电压变换成电流的可变电流源和频率特性良好的共基放大电路构成,有共射电路的输入阻抗以及共基电路良好的高频特性。
2.沃尔曼电路设计:
①沃尔曼电路的放大倍数由上面的直流电位及交流信号的传递不难得出Av=Rc/Re.值得注意的是三极管Q1的集电极-发射极电压要在2V以上。在三极管的参数特性曲线中有这么一种图像,X轴是Vcb,Y轴是集电极电容Cob,集电极电容随着集电极-基极电压的增大而减小。在共射电路之中,Cob乘上增益之后成为三极管的输入电容,希望Cob越小越好,在沃尔曼电路中即使不发生密勒效应,Cob也是越小越好。所以跟据电路及三极管特定图像来定电压值。
②用截止频率高的三极管也许可以改善频率特性,在差分-沃尔曼学习总结中会有我的实验数据。
③其他偏置电路及电阻的确定和三极管放大电路分析类似。 |