兩張圖 說清楚共射極放大器為什么需要發射極電阻

文章 概述

本文首先介紹了一個典型的共射極放大器，然后探討了發射極旁路電容器的工作原理。我們將研究電容器對增益、失真和頻率響應的影響，同時探討部分旁路發射極電阻的優勢。

共射極（CE）放大器中的發射極旁路電容器的作用是什么？

共射極（CE）放大器的發射極電阻是設定放大器增益的重要組件之一。 它通過限制對放大器級的負反饋量來實現這一功能。 簡而言之，發射極旁路電容器通過抑制反饋來增加放大器的增益。

通過調整R4（圖1所示），可以改變被旁路的發射極電阻的比例來實現這些目標。

你可以在 MultisimLive 上加載此電路的交互式仿真。

圖1：典型的A類共射極放大器，使用 2N3904 晶體管。可變電阻R4設定發射極電阻的旁路比例。

增益演示

讓我們首先觀察發射極旁路電容器對放大器增益的影響。圖2顯示了在以10%的增量調整可變電阻R4時放大器的響應。可以看到，響應是非線性的，當C2直接連接到晶體管的發射極時，增益增加。該圖還表明更高的增益伴隨著更大的失真。

需要注意的是，圖2是使用 Multisim live 的“參數”功能自動生成的。這個工具允許用戶專注于某個組件并調整其數值。在此示例中，工具用于調整R4從0歐姆到140歐姆，且每個設置都會繪制相應的放大器輸出。

圖2：可變電阻R4調整后的放大器響應：綠色為輸入，藍色為輸出。每條曲線代表給定電位器設置下的輸出，每次增量為10%。最大增益和最大失真發生在C2直接連接到晶體管的發射極時。

技術貼士 :

直流偏置用于設定晶體管的工作點。R1、R2和R3設定了晶體管的靜態（無信號）工作點。在此示例中，數值被選為在R3和晶體管集電極的連接處有大約一半的源電壓。注意，直流偏置與C1、C2、C3和C4無關，這些組件僅與放大器的動態（交流）性能有關。

反饋的重要性反饋和增益是本次討論中的核心概念。如圖2所示，發射極旁路電容器（圖1中的C2）直接影響這兩個參數。負反饋的定義負反饋對放大器性能有深遠的影響。它使放大器更線性（更好的保真度）、更穩定、增加帶寬，并減少噪聲。這個性能提升是以犧牲增益為代價的。如圖2所示，低增益（高反饋）配置將提供最佳的保真度。

技術貼士 :

作為一個設計練習，建議使用總諧波失真儀或簡單的方法來測量性能。注意，測量應從低失真的信號源（如維恩橋振蕩器）開始。

有關共射極放大器中的反饋機制及為什么需要發射極電阻，詳情查看 這里 。一些想法發射極旁路電容是決定放大器增益的幾個器件之一。共發射極放大器是基于負反饋原理運作的。與運算放大器不同的是，這里沒有“反饋線”。相反，反饋是通過晶體管中的電流實現的。當晶體管導通時，發射極電阻上產生的電壓會產生一個與此相反的（負反饋）反應，試圖關閉晶體管。發射極旁路電容在一定程度上可以調節反饋量，完全旁路發射極電阻時會得到最高增益。我們意識到電容電抗的重要性，當電容電抗相對于發射極電阻較低時，旁路電容開始起作用。