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交流通路与放大原理


2017-04-28 10:31   点击:40
                            有信号输入时,放大电路的工作状态称为动态。
    动态时,电路中既有代表信号的交流分量,又有代表静态偏置的直流分量。是交、直流共存状态,尽管电路中既有交流分量,又有直流分量。由于电路中含有电抗性元件,因此,交流通路与直流通路是不相同的。
    对交流信号而言,耦合电容C1C2因其容抗较小,可视为短路,电源EC因其内阻很小,亦可视为短路。据此原则即可画出基本放大电路的交流等效电路,称为交流通路。基本放大电路(固定偏置电路)的交流通路如图Z0204所示。图中RL为外接负载。
    当输入信号ui加到放大电路输入端时,电路就由静态转入放大信号的动态。即当ui输入后,通过C1耦合使晶体管发射结上的电压发生了变化:由UBE变为UBE +ui;于是晶体管基极电流发生变化:IBIB + ib;其变化量 ib通过晶体管的电流控制作用使 iC发生变化,即 iCIC + βib集电极电流通过电阻RC,在上的电压也就发生变化: iCRCICRC+ iCRC;从而使uCEUCE + uce通过隔直耦合电容C2将直流成份UCE隔断,只把变化量传到输出端,使得到输出电压uoui的变化规律变化,但uoui大许多倍,这就相当干将ui"放大"了。动态时,电路中各处电压、电流的波形如图图Z0205中所示。由图可见,晶体管各极电流、电压均为脉动直流。在ui的整个周期内,uBE > Vγ,uCE > 0,这就保证了晶体管始终工作在放大状态。由图还可以看出,在没有失真(即合理设置Q点)的情况下,晶体管各极电压、电流均可视为交流分量与直流分量的线性迭加。

    在这种情况下,分析放大电路时,交流与直流可以分开讨论。应当指出放大是对变化量而言的,放大信号的过程实质上是一个能量控制与转换的过程,即晶体管在能量较小的输入信号ui 的控制下,按照ui 的变化规律,将EC的直流能量转换成负载所需要的较大的交流能量。晶体管是一个能量控制器件,它本身并不会产生能量,只能消耗电源EC的直流能量。(具有能量控制作用的器件称为有源器件。)

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