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射極跟隨器電路圖及波形分析

CHANBAEK ? 來源:硬件工程師技術干貨 ? 作者:硬件工程師技術干 ? 2022-11-11 16:28 ? 次閱讀

1、射極跟隨器電路圖及波形

在共射極放大電路基礎上,去掉集電極電阻,輸出信號從射極引出,就構成了射極跟隨器。此電路的特點是放大倍數是1,輸出阻抗低,經常放在放大電路的中間級或者輸出極用于阻抗調節。

射極跟隨器電路如下:

pYYBAGNuBy-ATCHUAACcRmA4xm8398.png

先來看一下輸入輸出波形,如下,輸入波形(紅色)和輸出波形(紫色)幾乎完全重合,也就是此電路放大倍數是1。因為輸出隔直電容的存在,輸出沒有直流分量。

poYBAGNuBzyAK3YfAAIhTzo_-4k098.png

測量一下基極和射極波形,如下圖所示,基極波形(紅色),射極波形(紫色),雖然基極和射極波形都存在直流分量,但是波形形狀一致,而且相差0.7V。射極電位跟隨基極,隨基極變化而變化,總是相差0.7V。

pYYBAGNuB0WADSuhAAEKFr8tFo4343.png

2、射極跟隨器直流通路

圖中的仿真數據可以看出,射極電壓比基極電壓低0.7V左右,因為射極和基極之間是一個PN結。當基極施加出入正弦信號的時候,基極電位以2.42V為直流分量上下波動,射極電位以1.73V為直流分量上下波形。

poYBAGNuB1KAQtS5AADlbs-VZhk784.png

3、射極跟隨器輸入輸出阻抗

射極跟隨器輸入電路和共射極放大電路一致,因此輸入阻抗約等于R1//R2,前面文章介紹過。下面來說一下輸出阻抗,當給射極跟隨器增加負載電阻時,對于交流通路來說就是RL和Re并聯,相當于改變了射極電阻阻值,而發射極電位是跟隨基極電位變化(相差0.7V),所以RL兩端電壓不變。由此可以看出射極跟隨器的輸出阻抗非常小,不受負載影響。

poYBAGNuB12ARzHtAACfpwZ7kF4200.png

4、為什么負半波形被削掉一部分

當我們把負載電阻更換為可調電阻時,逐漸調整RL,使RL逐漸變小,會出現波形失真,輸出波形負半軸被削去一部分。電路圖如下:

poYBAGNuB2qAMbyZAACEyVK-dIw331.png

紫色輸出波形波谷被削去一部分,波峰略有降低。

pYYBAGNuB3OABKDVAAEiqW5yXV8415.png

波谷被削是因為三極管射極電流下降為0所致。通過仿真電流波形,結果如下:

poYBAGNuB36AOyj4AAFXmIdFzng018.png

可以這樣理解,靜態時射極電壓為1.73V,射極電阻為2K,因此靜態電流是1.73÷2K = 0.865mA,當基極輸入信號為正弦波時,射極電流波形也是正弦規律變化,而且以0.865mA為直流分量上下變化,也就是說,射極電流的最大峰峰值為0.865mA*2,如果負載再加重,那么射極電流波谷變為0,出現輸出電壓削去一部分的問題。雖然射極跟隨器輸出阻抗小,但是重負載下會出現削波問題,如果出現削波可適當減小射極電阻,提高靜態時射極電流。

波峰略有降低是因為輸出被負載電阻影響了,其實射極跟隨器的輸出電阻沒有理論上那么小!

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