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1.3 晶体管电压放大器
1.3.1 晶体管电压放大器的结构
共发射极晶体管放大器常作为电压放大器来使用,在电视机、影音等设备当中广泛使用。它的最大特色是高电压增益和高电流增益,并且输出阻抗比较高,因此晶体管电压放大器的带负载能力比较低,不能直接驱动扬声器等低阻抗的负载。
如图1-29 所示为晶体管电压放大器(共发射极晶体管放大器),结构特点是发射极(e)接地,基极(b)输入信号放大后由集电极(c)输出与输入信号反向的信号。在每个电极处都有电阻为相应的电极提供偏压。其中+Vcc是集电极电压源;电阻R1和R2构成一个分压器,这两个电阻通过分压给基极(b)提供一个稳定的偏压;电阻R3是集电极(c)上的负载电阻,交流输出信号从负载电阻上取得;电阻R4是发射极(e)上的负反馈电阻,用于稳定放大器工作,该电阻值越大,整个放大器的放大倍数越小;电容C1是输入耦合电容;电容C3是输出耦合电容;与电阻R4并联的电容C2是去耦合电容,相当于将发射极(e)交流短路,使交流信号无负反馈作用,从而获得较大的交流放大倍数。
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图1-29 晶体管电压放大器(共发射极晶体管放大器)
设置偏压电阻,改变放大器中的偏压值,使晶体管工作在放大区,进行线性放大。如果偏压失常,晶体三极管就不能进行线性放大,或不能工作,如图1-30所示。
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图1-30 放大器线性和非线性工作情况
1. 晶体管电压放大器的直流分析
由于电容对于直流电压可视为开路,因此当集电极电压源确定为直流电压时,可将电压放大器中的电容省去,如图1-31所示。
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图1-31 晶体管电压放大器直流电路
2. 晶体管电压放大器的交流分析
在交流分析中,由于交流供电电压源的内阻很小,对于信号来说相当于短路,所以VCC端的交流电压为0 V,称为交流接地。交流接地与实际的接地端可是为同一点,发射极(e)通过电容C2交流接地,如图1-32所示。
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图1-32 晶体管电压放大器交流电路