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怎么去理解三極管放大交流信號的過程?

 風(fēng)饕虐雪 2019-04-16

三極管對交流信號的放大本質(zhì)是集電極電流隨基極電流的變化而變化,而體現(xiàn)的是集電極電位的高低受基極的電位影響,這樣說起來比較抽象,不大容易理解,下面請看具體解釋。

理解三極管的交流信號放大過程

一、三極管的放大原理



在說明交流信號被放大之前,我們先來理解一下三極管的放大原理。以上圖中的NPN型管為例,先來看一下三極管內(nèi)的電流是怎么流動(dòng)的。如上圖,三極管在放大狀態(tài)時(shí),基極和集電極的電流都是流向發(fā)射極的,而集電極電流受基極電流的控制,通?;鶚O電流很小的變化就可以引起集電極電流較大的變化,并且會呈一定的比例關(guān)系,這種比例關(guān)系就是三極管的β值。假如三極管β值為100,那么基極電流增大1,集電極電流就會增大100,反之亦然,這就是三極管之所以能夠起放大作用的根本原因。(為了便于理解,以上所說均為理想狀態(tài))。

形象的解釋一下,三極管的放大作用就相當(dāng)于我們在開車時(shí)踩油門,我們腳下一個(gè)很小的動(dòng)作就可以使汽車加速度,我們下踩的力道就相當(dāng)于三極管的輸入信號,發(fā)動(dòng)機(jī)裝置相當(dāng)于三極管放大器,汽車加速度相當(dāng)于三極管的輸出信號。從這個(gè)類比我們可以看出來,三極管的放大實(shí)際上是對能量的控制,以較小的能量去控制較大的能量。

二、三極管放大交流信號過程

理解三極管的放大作用之后,我們來看上面這個(gè)原理圖(為便于理解,假設(shè)電路中的一切都為理想狀態(tài))。這是一個(gè)分壓偏置式共射極放大器,輸入信號為正弦波交流小信號,具體放大過程如下:

  1. 當(dāng)輸入信號Ui在升高時(shí),基極電流會增大,集電極電流Ic也會增大,流向發(fā)射極的電流增大使得集電極與發(fā)射極的管壓降Vce減小,集電極電位下降,輸出電壓Uo下降。

  2. 當(dāng)輸入信號Ui在降低時(shí),基極電流減小,集電極電流也會減小,流向發(fā)射極的電流減小使得集電極和發(fā)射極的管壓降Vce增大,集電極電位升高,輸出電壓Uo升高。

上面是交流小信號被放大的過程,可以看出,輸入信號增大,輸出信號會減小;輸入減小,輸出會增大,輸入輸出信號是反相的。

為了便于理解,你可以把三極管的集電極和發(fā)射極之間想象成一個(gè)通道,把電流比作水流,電位比作水位。如上圖,當(dāng)電流(水流)增大時(shí),通道被擴(kuò)寬,能量從集電極流失到發(fā)射極,造成集電極電位(水位)下降;當(dāng)電流(水流)減小時(shí),通道變窄,能量從集電極流失到發(fā)射極較小,集電極的電位(水位)升高。而輸出信號是電壓信號,取得是集電極的電位(水位)變化,所以輸入輸出信號是反相的。

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