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基本晶體管放大器存在的問(wèn)題
來(lái)源: 日期:2013-11-12 11:54:54 人氣:標(biāo)簽:
從模擬電子技術(shù)的知識(shí)可以知道,上圖所示的電路工作在放大狀態(tài)的基本條件是rb>β.rc
式中,口為晶體管vt的共發(fā)射極電流增益。
1.實(shí)際應(yīng)用中, 大動(dòng)態(tài)電壓范圍很難實(shí)現(xiàn)
上圖所示電路的靜態(tài)集電極電壓為電源電壓vcc的1/2時(shí),放大電路的動(dòng)態(tài)范圍 大,對(duì)應(yīng)的rh和rc的關(guān)系為
rb與rc之間的關(guān)系大于或小于這個(gè)數(shù)值,放大電路的動(dòng)態(tài)范圍都會(huì)受到影響。
如果rb=β.rc,則晶體管vt處于接近飽和狀態(tài),vce=0.7v,這時(shí)的放大電路沒(méi)有動(dòng)態(tài)范圍。
從以上分析可以看到,盡管可以適當(dāng)?shù)倪x擇rb和rc,但是晶體管的盧值有比較大的分散性,在批量生產(chǎn)的實(shí)際電路中很難實(shí)現(xiàn)晶體管的靜態(tài)集電極電壓為電源電壓的一半。如果放大電路的輸出動(dòng)態(tài)范圍不需要很大還可以;如果放大電路的輸出需要很大的動(dòng)態(tài)范圍時(shí),每一個(gè)放大電路都需要用可調(diào)電阻調(diào)節(jié)rh值,這就給放大電路的生產(chǎn)帶來(lái)麻煩。
不僅如此,晶體管的β值的偏差還會(huì)導(dǎo)致放大電路增益的偏差,這個(gè)偏差在很多應(yīng)用中是不允許的。
2.非線性失真
然而,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,低頻放大器已經(jīng)不僅是簡(jiǎn)單的交流放大器,即使是交流放大器也開(kāi)始對(duì)放大電路的線形度和穩(wěn)定性提出越來(lái)越高的要求。簡(jiǎn)單的交流放大器已經(jīng)不能滿足要求。
首先是對(duì)交流放大器的線性度要求越來(lái)越高,由于晶體管自身的比較嚴(yán)重的非線性而導(dǎo)致了晶體管放大器的非線性失真,這對(duì)于高保真音頻放大器來(lái)說(shuō)是不可容忍的。需要有效抑制晶體管自身的非線性,使得放大器的非線性失真度降低到允許值。這是簡(jiǎn)單的交流晶體管放大器所無(wú)能為力的。
眾所周知,晶體管的共發(fā)射極電流增益是隨溫度變化的,簡(jiǎn)單的交流放大器還會(huì)出現(xiàn)隨著溫度變化,增益也發(fā)生變化的現(xiàn)象,這在對(duì)增益有嚴(yán)格要求的交流放大器的應(yīng)用中也是不允許的。
3.不能放大直流或變化緩慢的信號(hào)
交流放大器的隔直功能所導(dǎo)致的低頻截止頻率,使得交流放大器不能應(yīng)用于信號(hào)變化緩慢的場(chǎng)合。在這樣的應(yīng)用中,不得不采用先將信號(hào)斬波成“交流信號(hào)”放大,再用低通濾波器電路將斬波頻率濾除的方法,其麻煩程度可想而知。
4.沒(méi)有共模抑制能力
簡(jiǎn)單的晶體管放大電路對(duì)共模干擾是沒(méi)有抑制能力的,所以會(huì)看到測(cè)試用交流電供電的晶體管音頻放大器時(shí),測(cè)試者用手或手持工具接觸放大器的輸入端,就會(huì)在輸出端得到“調(diào)制交流聲”的信號(hào)或聲音。通過(guò)測(cè)試者的手或手持工具將共模干擾信號(hào)引入放大器的輸入,放大器將這個(gè)共模干擾轉(zhuǎn)換成差模信號(hào),并將其放大。這種現(xiàn)象不僅在測(cè)試時(shí)會(huì)有,在整機(jī)的共模干擾抑制設(shè)計(jì)得不好時(shí),電路正常工作狀態(tài)下,共模干擾也會(huì)從電源電路串人,干擾放大器的工作。即便采用差分放大器電路,只要p不相等或晶體管參數(shù)稍有差異,其共模抑制能力也會(huì)降低。
5.很難形成運(yùn)算電路
簡(jiǎn)單的晶體管放大器不能完成運(yùn)算電路功能,即使能實(shí)現(xiàn)運(yùn)算電路功能,其性能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如性能 差的集成運(yùn)算放大器。
綜上所述,如果想要獲得性能優(yōu)良的放大電路,就需要對(duì)晶體管電路采取相應(yīng)的措施,其 簡(jiǎn)單的方法就是引入負(fù)反饋。
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