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電壓增益

發(fā)布時間:2011/12/15 11:16:51 訪問次數(shù):10818

    利用圖6.14的等效電路,可以求得共射放大器交流電壓增益公式。G1004 交流電壓增益是晶體管集電極交流輸出電壓Vc對基極交流輸入電壓Vh的比值。

                   

                 
    式(6.5)是從基極到集電極的電壓增益。如果想取得從信號源電壓到集電極的總增益,必須考慮輸入電路的衰減效應(yīng)。所謂的衰減( attenuation)是指經(jīng)過某個電路后信號電壓降低的現(xiàn)象。
    如果將信號源到基極的衰減率,乘以從基極到集電極的增益,此即放大器的總增益。假設(shè)信號源輸出的壓是lOmV,經(jīng)過信號源內(nèi)阻與輸入阻抗后,基極電壓為5mV。則輸入電路的衰減率即為5mV/lOmV=0.5。如果放大器從基極到集電極的電壓增益是20。輸出電壓等于5mV×20=lOOmV。綜合上述,總電壓增益等于lOOmV/lOmV=10,如預(yù)期地等于衰減率乘以增益,即0.5×20=10。圖6.15將總增益的求取過程分段顯示。

                
    在基極電路里,Rs和Rin(tot)作為分壓器使用,所以衰減率的公式為
         衰減率=Vb/Vs=Rin(tot)/Rs+Rin(tot)
    1.總電壓增益
    Av等于此衰減率乘以從基極到集電極的增益。   Av'=(Vb/Vs)Av
    2.發(fā)射極旁路電容器對電壓增益的影響
    圖6.8的發(fā)射極旁路電容器( bypass capacitor) C2,在交流信號分析中阻抗為零,讓發(fā)射極電阻短路,可以使發(fā)射極端交流接地。加上旁路電容器,放大器的增益達(dá)到最大值,等于RC/re'。
    但是作為旁路電容器,其電容值必須足夠大,使電容阻抗在放大器的工作頻率下比RE小很多,理想值是OΩ。旁路電容值的設(shè)計原則是,在放大器的最低工作頻率下,旁路電容器的阻抗Xc、必須小于RE的1/10。
    3.無旁路電容器的電壓增益
    為了了解旁路電容器對交流電壓增益的影響,我們把它從圖6.16的電路中移開,再比較電壓增益的改變情況。
    沒有了旁路電容器,發(fā)射極端不再交流接地。而交流信號在發(fā)射極端與接地之間出現(xiàn)了RE,所以原來電壓增益公式中的re',必須再加上RE。

       
    RE具有使交流電壓增益降低的結(jié)果。
    4.負(fù)載對電壓增益的影響
    當(dāng)負(fù)載(load)經(jīng)過耦合電容器C3連接到放大電路的輸出端,如圖6.17(a)所示,在信號頻率下,集電極電阻等于Rc與RL的并聯(lián)電阻。也要記得電阻Re的上端實際上是交流接地,綜合以上,我們可以畫出圖6.17(b)的交流等效電路。而集電極交流總電阻等于

   

                  

    利用圖6.14的等效電路,可以求得共射放大器交流電壓增益公式。G1004 交流電壓增益是晶體管集電極交流輸出電壓Vc對基極交流輸入電壓Vh的比值。

                   

                 
    式(6.5)是從基極到集電極的電壓增益。如果想取得從信號源電壓到集電極的總增益,必須考慮輸入電路的衰減效應(yīng)。所謂的衰減( attenuation)是指經(jīng)過某個電路后信號電壓降低的現(xiàn)象。
    如果將信號源到基極的衰減率,乘以從基極到集電極的增益,此即放大器的總增益。假設(shè)信號源輸出的壓是lOmV,經(jīng)過信號源內(nèi)阻與輸入阻抗后,基極電壓為5mV。則輸入電路的衰減率即為5mV/lOmV=0.5。如果放大器從基極到集電極的電壓增益是20。輸出電壓等于5mV×20=lOOmV。綜合上述,總電壓增益等于lOOmV/lOmV=10,如預(yù)期地等于衰減率乘以增益,即0.5×20=10。圖6.15將總增益的求取過程分段顯示。

                
    在基極電路里,Rs和Rin(tot)作為分壓器使用,所以衰減率的公式為
         衰減率=Vb/Vs=Rin(tot)/Rs+Rin(tot)
    1.總電壓增益
    Av等于此衰減率乘以從基極到集電極的增益。   Av'=(Vb/Vs)Av
    2.發(fā)射極旁路電容器對電壓增益的影響
    圖6.8的發(fā)射極旁路電容器( bypass capacitor) C2,在交流信號分析中阻抗為零,讓發(fā)射極電阻短路,可以使發(fā)射極端交流接地。加上旁路電容器,放大器的增益達(dá)到最大值,等于RC/re'。
    但是作為旁路電容器,其電容值必須足夠大,使電容阻抗在放大器的工作頻率下比RE小很多,理想值是OΩ。旁路電容值的設(shè)計原則是,在放大器的最低工作頻率下,旁路電容器的阻抗Xc、必須小于RE的1/10。
    3.無旁路電容器的電壓增益
    為了了解旁路電容器對交流電壓增益的影響,我們把它從圖6.16的電路中移開,再比較電壓增益的改變情況。
    沒有了旁路電容器,發(fā)射極端不再交流接地。而交流信號在發(fā)射極端與接地之間出現(xiàn)了RE,所以原來電壓增益公式中的re',必須再加上RE。

       
    RE具有使交流電壓增益降低的結(jié)果。
    4.負(fù)載對電壓增益的影響
    當(dāng)負(fù)載(load)經(jīng)過耦合電容器C3連接到放大電路的輸出端,如圖6.17(a)所示,在信號頻率下,集電極電阻等于Rc與RL的并聯(lián)電阻。也要記得電阻Re的上端實際上是交流接地,綜合以上,我們可以畫出圖6.17(b)的交流等效電路。而集電極交流總電阻等于

   

                  

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