電壓跟隨器
發(fā)布時(shí)間:2011/11/10 10:13:50 訪(fǎng)問(wèn)次數(shù):7171
電壓跟隨器具有很高的輸入阻抗和很低的輸出阻抗,是最常用的阻抗變換和匹配電路。電壓跟隨器常用作電路的輸入緩沖級(jí)和輸出緩沖級(jí),如圖9-28所示。作為整個(gè)電路的高阻抗輸入級(jí),可以減輕對(duì)信號(hào)源的影響。作為整個(gè)電路的低阻抗輸出級(jí),可以提高帶負(fù)載的能力。電壓跟隨器一般由晶體管或集成運(yùn)算放大器構(gòu)成。
(1)晶體管射極跟隨器
晶體管構(gòu)成的電壓跟隨器的典型電路如圖9-29所示。R1為基極偏置電阻,R2為發(fā)射極電阻,C1、C2分別為輸入、PCF8583T輸出耦合電容。由于電路的輸出電壓Uo從晶體管VT的發(fā)射極引出,并且輸出電壓Uo與輸入電壓配相位相同、幅度也大致相同,所以晶體管電壓跟隨器又叫做射極跟隨器。
射極跟隨器對(duì)交流而言,電源相當(dāng)于短路,晶體管VT的集電極是接地的,因此這是一個(gè)共集電極電路。圖9-30為其交流等效電路。
射極跟隨器具有輸入阻抗很高、輸出阻抗很低的顯著特點(diǎn),如圖9-31所示。
輸入阻抗Ri是指從電路輸入端看進(jìn)去的阻抗,等于輸入電壓Ui與輸入電流Ib之比,即Ri=Ui/Ib。射極跟隨器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)電壓反饋系數(shù)F=l的串聯(lián)電壓負(fù)反饋放大器,輸出電壓Uo全部作為負(fù)反饋電壓Uβ反饋到輸入回路,抵消了絕大部分輸入電壓Ui,所以Ib很小。根據(jù)Ri=Ui/Ib可知,射極跟隨器的輸入阻抗Ri是很高的,可達(dá)幾百干歐。
輸出阻抗Ro是指從電路輸出端看進(jìn)去的阻抗。需要注意的是,輸出阻抗Ro并不等于發(fā)射極電阻Re,它等于由于負(fù)載變化引起的輸出電壓變化量△Uo與輸出電流變化量△Io之比,即Ro=△Uo/△Io。這個(gè)特性也是由于電路的強(qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔谩.?dāng)負(fù)載變化引起輸出電壓Uo下降時(shí),輸入電壓配被負(fù)反饋抵消的部分也隨之減少,使得Uo回升,最終保持Uo基本不變。當(dāng)負(fù)載變化引起輸出電壓Uo上升時(shí),負(fù)反饋電壓也隨之增大,同樣使得Uo保持基本不變。這就意味著射極跟隨器的輸出阻抗Ro是很小的,一般僅為幾十歐。
(2)集成運(yùn)放電壓跟隨器
由于集成運(yùn)放具有極高的開(kāi)環(huán)增益,所以集成運(yùn)放電壓跟隨器的性能非常接近理想狀態(tài),并且無(wú)外圍元件,無(wú)須調(diào)整,這是晶體管電壓跟隨器(射級(jí)跟隨器)所無(wú)法比擬的。集成運(yùn)放電壓跟隨器得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
集成運(yùn)放電壓跟隨器電路如圖9-32所示。它實(shí)際上就是Rf=0,R1=∞,反饋系數(shù)F=l時(shí)的同相輸入放大器。由于集成運(yùn)放本身的高增益特性,用集成運(yùn)放構(gòu)成的電壓跟隨器具有極高的輸入阻抗,幾乎不從信號(hào)源汲取電流,同時(shí)具有極低的輸出阻抗,向負(fù)裁輸出電流時(shí)幾乎不在內(nèi)部引起電壓降,可視為電壓源。
電壓跟隨器具有很高的輸入阻抗和很低的輸出阻抗,是最常用的阻抗變換和匹配電路。電壓跟隨器常用作電路的輸入緩沖級(jí)和輸出緩沖級(jí),如圖9-28所示。作為整個(gè)電路的高阻抗輸入級(jí),可以減輕對(duì)信號(hào)源的影響。作為整個(gè)電路的低阻抗輸出級(jí),可以提高帶負(fù)載的能力。電壓跟隨器一般由晶體管或集成運(yùn)算放大器構(gòu)成。
(1)晶體管射極跟隨器
晶體管構(gòu)成的電壓跟隨器的典型電路如圖9-29所示。R1為基極偏置電阻,R2為發(fā)射極電阻,C1、C2分別為輸入、PCF8583T輸出耦合電容。由于電路的輸出電壓Uo從晶體管VT的發(fā)射極引出,并且輸出電壓Uo與輸入電壓配相位相同、幅度也大致相同,所以晶體管電壓跟隨器又叫做射極跟隨器。
射極跟隨器對(duì)交流而言,電源相當(dāng)于短路,晶體管VT的集電極是接地的,因此這是一個(gè)共集電極電路。圖9-30為其交流等效電路。
射極跟隨器具有輸入阻抗很高、輸出阻抗很低的顯著特點(diǎn),如圖9-31所示。
輸入阻抗Ri是指從電路輸入端看進(jìn)去的阻抗,等于輸入電壓Ui與輸入電流Ib之比,即Ri=Ui/Ib。射極跟隨器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)電壓反饋系數(shù)F=l的串聯(lián)電壓負(fù)反饋放大器,輸出電壓Uo全部作為負(fù)反饋電壓Uβ反饋到輸入回路,抵消了絕大部分輸入電壓Ui,所以Ib很小。根據(jù)Ri=Ui/Ib可知,射極跟隨器的輸入阻抗Ri是很高的,可達(dá)幾百干歐。
輸出阻抗Ro是指從電路輸出端看進(jìn)去的阻抗。需要注意的是,輸出阻抗Ro并不等于發(fā)射極電阻Re,它等于由于負(fù)載變化引起的輸出電壓變化量△Uo與輸出電流變化量△Io之比,即Ro=△Uo/△Io。這個(gè)特性也是由于電路的強(qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔。?dāng)負(fù)載變化引起輸出電壓Uo下降時(shí),輸入電壓配被負(fù)反饋抵消的部分也隨之減少,使得Uo回升,最終保持Uo基本不變。當(dāng)負(fù)載變化引起輸出電壓Uo上升時(shí),負(fù)反饋電壓也隨之增大,同樣使得Uo保持基本不變。這就意味著射極跟隨器的輸出阻抗Ro是很小的,一般僅為幾十歐。
(2)集成運(yùn)放電壓跟隨器
由于集成運(yùn)放具有極高的開(kāi)環(huán)增益,所以集成運(yùn)放電壓跟隨器的性能非常接近理想狀態(tài),并且無(wú)外圍元件,無(wú)須調(diào)整,這是晶體管電壓跟隨器(射級(jí)跟隨器)所無(wú)法比擬的。集成運(yùn)放電壓跟隨器得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
集成運(yùn)放電壓跟隨器電路如圖9-32所示。它實(shí)際上就是Rf=0,R1=∞,反饋系數(shù)F=l時(shí)的同相輸入放大器。由于集成運(yùn)放本身的高增益特性,用集成運(yùn)放構(gòu)成的電壓跟隨器具有極高的輸入阻抗,幾乎不從信號(hào)源汲取電流,同時(shí)具有極低的輸出阻抗,向負(fù)裁輸出電流時(shí)幾乎不在內(nèi)部引起電壓降,可視為電壓源。
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