工作原理和基本放大电路图解-三极管放大区

工作原理和基本放大电路图解

三极管放大区是指晶体三极管中放大信号的特定工作区域。它位于三极管输出特性曲线簇中,特定于输入和输出信号的公共点。

三极管基本放大电路

晶体三极管可以根据公共接点配置为三种类型的基本放大电路:

  • 共发射极:输入信号加在基极和发射极之间,输出信号从中抽出集电极和发射极。
  • 共集电极:输入信号加在基极和集电极之间,输出信号从中抽出发射极和集电极。
  • 共基极:输入信号加在发射极和集电极之间,输出信号从中抽出基极和集电极。

共发射极电路是最常用的放大电路。它的输入阻抗相对较低,输出电压与输入电压反相 180⁰。

放大区的条件

使晶体三极管工作在放大区的条件如下:

  • 发射结正偏电压 V BE ≥ 0.7V(对于硅材料的 PNP 或 NPN 三极管)
  • 集电结反偏电压 V CE > 0.3V

满足这些条件,则三极管将进入正向受控状态,集电极电流 I C 将与基极电流 I B 成比例。

三极管工作区域

晶体三极管的工作区域有三个:

  • 放大区:满足上述条件,三极管放大信号。
  • 饱和区:基极控制电流达到最大值,三极管失去放大能力。
  • 截止区:基极未加上导通电流,三极管不放大信号。

共发射极放大电路分析

在下图中所示的共发射极放大电路中,集电极电源 E C 提供集电极反偏电压,输入电源 E B 提供发射极正偏电压。

负载电阻 R C 连接在集电极和电源 E C 之间。偏流电阻 R B 连接在基极和电源 E B 之间。

晶体管的输出端电压 U EC 和电流 I C 由输出特性曲线确定。这些特性曲线表明 U EC 和 I C 之间的关系,它称为直流负载线。

直流负载线可以根据以下两点确定:

  • 短路电流点 A:当 U EC = 0 时,I C = E 三极管放大区是哪个区 C / R C
  • 开路电压点 B:当 I C = 0 时,U EC = E C

晶体管必须同时工作在输出特性曲线和直流负载线上。因此,工作点位于它们的交点。

同样,输入回路也可以分为两部分。虚线 B 左侧是晶体管的输入端,其电压 U EB 和电流 I B 由输入特性曲线确定。虚线 B 右侧是电源 E B 和偏流电阻 R B 的串联电路。

因此,输入回路两端的电压 U EB 和电流 I B 可以通过欧姆定律计算如下:

``` U EB = E B - I B R B ```

通过分析晶体管的输出和输入特性曲线以及直流负载线,我们可以理解晶体三极管在放大区的行为,并设计出放大特定信号的放大器电路。

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