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沃尔曼电路学习小结

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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。

QQ截图20130822151244.png (110.24 KB )

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沙发
xukun977| | 2013-8-22 16:27 | 只看该作者

增益为零,电路就没用了。。。。
增益小,但不能说增益为0。

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板凳
模拟星空-阳仔|  楼主 | 2013-8-22 16:53 | 只看该作者
xukun977 发表于 2013-8-22 16:27
增益为零,电路就没用了。。。。
增益小,但不能说增益为0。

恩 对!是趋于零 我那样说不严谨。。。SORRY.

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地板
模拟星空-阳仔|  楼主 | 2013-8-22 17:22 | 只看该作者
xukun977 发表于 2013-8-22 17:19
把电阻换成理想电流源,会有什么变化?

电流源阻抗无穷大, 加这个电路上相当于用到了三极管的最大放大倍数, 本来沃尔曼化上面用镜像电流源比较好,但是我只用这个电路做一个输入级,不要太大的放大作用。

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5
模拟星空-阳仔|  楼主 | 2013-8-22 17:28 | 只看该作者
模拟星空-阳仔 发表于 2013-8-22 17:22
电流源阻抗无穷大, 加这个电路上相当于用到了三极管的最大放大倍数, 本来沃尔曼化上面用镜像电流源比较 ...

哦 看错了 不好意思 我针对的是我的另外一个电路图(差分 沃尔曼 镜像电流源)、 这是简单的沃尔曼电路,不过也对,电压增益RC\RE,RC换成阻抗无穷大的电流源~~ 所用的晶体管能实现的最大增益就出现了~~

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6
模拟星空-阳仔|  楼主 | 2013-8-22 19:35 | 只看该作者
忽略基极电流电容阻抗等,电压增益约等于RC比上RE,是Q2的共基体现出的电压增益。Q1负责输入电容,共射加共基和沃尔曼华不一样。你把第一组仿真的RC|RE改为10|1,数据会有变化的。这个我做过,可以给你实验数据。

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7
MCU52| | 2013-8-22 20:55 | 只看该作者
1,从q1看进去的增益为GM*1/gm2,GM=gm1/(gm1*Re+1)
如果不要RE那就是为1所以Q1基极等效电容是CPI+2CU
2,加电流源增加输出电阻和增益的同时必然会降低输出带宽,因为输出极点1/RO*CU2对整个电路来说起主要作用。

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8
模拟星空-阳仔|  楼主 | 2013-8-23 08:52 | 只看该作者
xukun977 发表于 2013-8-22 21:14
先聊几句题外话:
世界上没有完全相同的两片树叶,同理,也不可能有两个人的思维模式会是一模一样的。而不 ...

首先谢谢你的题外话,听了你的话,让我思考的更多,对于初学者太重要了,十分感谢你的交流和建议。
提高高频特性电路输入电容小了,电路还要有放大能力,那书上的意思就是一只管子牺牲放大能力降低输入电容?Q1要是能放大,那等效的输入电容不是没有变么 换上电流源,C处高阻的话,就不能提高高频特性了么?看过一篇分析功放电路的**,说可以加电流源的,我还可郁闷,加上电流源放大倍数咋控制?应该有办法即用电流源还能控制放大倍数吧提高高频特性的吧。

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9
路过打酱油。。| | 2013-8-23 10:13 | 只看该作者
to LZ:

“沃尔曼电路”(此地就是个共射共基级联电路)实际上就是要通过中间的对地低阻来降低前管(共射组态)的米勒电容效应,使整个放大电路的频率响应提高。注意这里中间其实是个“电流模”传输,故不能考虑什么电压增益等问题。由于共基组态不放大电流,为保证后管的低阻抗输入,必须得确保其集电极电流能随之变化。所以,仅用那什么“电流源”作为其负载基本是瞎扯(将电容耦合后级输入阻抗折合入负载的不算)。

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10
模拟星空-阳仔|  楼主 | 2013-8-23 10:24 | 只看该作者
共射的集电极低阻了 整个电路的放大作用是上面的三级管体现的么?加上电流源后共射的集电极应该还是低阻吧,那不就证明了放大作用是上面的三极管的任务。不明白,求指点,谢谢!电流模  我查查资料学习一下、

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11
模拟星空-阳仔|  楼主 | 2013-8-23 10:24 | 只看该作者
路过打酱油。。 发表于 2013-8-23 10:13
to LZ:

“沃尔曼电路”(此地就是个共射共基级联电路)实际上就是要通过中间的对地低阻来降低前管(共射 ...

共射的集电极低阻了 整个电路的放大作用是上面的三级管体现的么?加上电流源后共射的集电极应该还是低阻吧,那不就证明了放大作用是上面的三极管的任务。不明白,求指点,谢谢!电流模  我查查资料学习一下、

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12
路过打酱油。。| | 2013-8-23 10:34 | 只看该作者
模拟星空-阳仔 发表于 2013-8-23 10:24
共射的集电极低阻了 整个电路的放大作用是上面的三级管体现的么?加上电流源后共射的集电极应该还是低阻 ...

“电流模”——就是主要采用电流来传输信号。

这里的后级共基组态,正是因为其输入电流可较大,故其输入阻抗也较低。但若将其集电极给“堵死了”(如接个恒流负载),自己想想看后果会如何?

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13
路过打酱油。。| | 2013-8-23 10:43 | 只看该作者
所以,仅用那什么“电流源”作为其负载基本是瞎扯(将电容耦合后级输入阻抗折合入负载的不算)。

补习语文去!

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14
模拟星空-阳仔|  楼主 | 2013-8-23 10:45 | 只看该作者
路过打酱油。。 发表于 2013-8-23 10:34
“电流模”——就是主要采用电流来传输信号。

这里的后级共基组态,正是因为其输入电流可较大,故其输入 ...

谢谢! 我得想想。

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15
路过打酱油。。| | 2013-8-23 10:45 | 只看该作者
此外,给个残缺的电路图,那是一点都不能说明问题。

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16
模拟星空-阳仔|  楼主 | 2013-8-23 11:11 | 只看该作者
路过打酱油。。 发表于 2013-8-23 10:45
此外,给个残缺的电路图,那是一点都不能说明问题。

绿皮模电书说 共射管以输入电阻小的共基为负载,使共射集电极电容对输入回路的影响减小。只要确定共射的集电极接共基发射机,共基发射极接交流接地就可以保证高频么 加上电流源会改变共射的负载(交流)和共基的输入阻抗么? 不管上面接啥  交流时Q共射集电极到共射射极再到共射基极 再到电容 直接接地了么?

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17
路过打酱油。。| | 2013-8-23 11:15 | 只看该作者
模拟星空-阳仔 发表于 2013-8-23 11:11
绿皮模电书说 共射管以输入电阻小的共基为负载,使共射集电极电容对输入回路的影响减小。只要确定共射的 ...

不好意思,此句并非针对你的图。你所给的图已经基本能说明问题了。

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18
模拟星空-阳仔|  楼主 | 2013-8-23 11:25 | 只看该作者
xukun977 发表于 2013-8-23 10:39
酱油又鬼扯了,昨天器件手册也没看,匆忙遁了。。。

谁个告你说Cascode不能用电流源做负载的?

绿皮模电书说 共射管以输入电阻小的共基为负载,使共射集电极电容对输入回路的影响减小。只要确定共射的集电极接共基发射机,共基发射极接交流接地就可以保证高频么 加上电流源会改变共射的负载(交流)和共基的输入阻抗么? 不管上面接啥  交流时Q共射集电极到共射射极再到共射基极 再到电容 直接接地了么?

加上电流源 我感觉只改变了共基的输出阻抗,用共基的输入阻抗(低)给共射当负载 高频好了,就是酱油哥说的中间的对低阻抗低了吧?  用电流源给共基当负载 把输出阻抗变大了 会影响高频,但是保证直流电流不变 各点直流电位不变,,稳定性好 能这样理解么?   新手 求交流 求交流 感激!!

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19
模拟星空-阳仔|  楼主 | 2013-8-23 11:26 | 只看该作者
xukun977 发表于 2013-8-23 10:39
酱油又鬼扯了,昨天器件手册也没看,匆忙遁了。。。

谁个告你说Cascode不能用电流源做负载的?

绿皮模电书说 共射管以输入电阻小的共基为负载,使共射集电极电容对输入回路的影响减小。只要确定共射的集电极接共基发射机,共基发射极接交流接地就可以保证高频么 加上电流源会改变共射的负载(交流)和共基的输入阻抗么? 不管上面接啥  交流时Q共射集电极到共射射极再到共射基极 再到电容 直接接地了么?

加上电流源 我感觉只改变了共基的输出阻抗,用共基的输入阻抗(低)给共射当负载 高频好了,就是酱油哥说的中间的对低阻抗低了吧?  用电流源给共基当负载 把输出阻抗变大了 会影响高频,但是保证直流电流不变 各点直流电位不变,,稳定性好 能这样理解么?   新手 求交流 求交流 感激!!

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模拟星空-阳仔|  楼主 | 2013-8-23 11:29 | 只看该作者
xukun977 发表于 2013-8-23 10:39
酱油又鬼扯了,昨天器件手册也没看,匆忙遁了。。。

谁个告你说Cascode不能用电流源做负载的?

绿皮模电书说 共射管以输入电阻小的共基为负载,使共射集电极电容对输入回路的影响减小。只要确定共射的集电极接共基发射机,共基发射极接交流接地就可以保证高频么 加上电流源会改变共射的负载(交流)和共基的输入阻抗么? 不管上面接啥  交流时Q共射集电极到共射射极再到共射基极 再到电容 直接接地了么?

加上电流源 我感觉只改变了共基的输出阻抗,用共基的输入阻抗(低)给共射当负载 高频好了,就是酱油哥说的中间的对低阻抗低了吧?  用电流源给共基当负载 把输出阻抗变大了 会影响高频,但是保证直流电流不变 各点直流电位不变,,稳定性好 能这样理解么?   新手 求交流 求交流 感激!!

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