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射極跟隨器的原理圖如圖所示。 它是一個電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路。從晶體管的連接方法而言,它實(shí)際上是共集電極放大器。圖中Rb是偏置電阻,C1、Cl是耦合電容。信號從基極輸入,從發(fā)射極輸出。晶體管發(fā)射極接的電阻Re,在電路中具有重要作用,它好象一面鏡子,反映了輸出、輸入的跟隨特性。
輸入電壓usr=ube+usc。通常Usc>Ube,忽略Ube不計(jì),則usr≈usc。顯然,這就意味著射極限隨器的電壓放大倍數(shù)近似等于1,即:輸入電壓幅度與輸出電壓幅度近似相等。當(dāng)Usr增加時,ib、ie都增加,發(fā)射極電壓ue(usc)也就增加。反之,Usr減小時Usc也減小。這說明輸出電壓與輸入電壓同相,正是因?yàn)椴粌H輸出電壓與輸入電壓大小相等,而且相位也相同。輸出電壓緊緊跟隨輸人電壓而變化,我們把這種具有跟隨特性的電路稱為“射極限隨器”。
射極跟隨器以很小的輸人電流卻可以得到很大的輸出電流(ie=(1+β)ib)。因此具有電流放大及功率放大作用。需要區(qū)別的是普通的多級共射級放大電路,是不放大電流放大電壓,這點(diǎn)跟射隨是相反的。在電視電路中,中放解出TV的視頻圖像后用射極電路來輸出,保證輸出圖像的變化隨輸入而改變,需主意的是一般幅度要達(dá)到1.2V左右,需通過調(diào)節(jié)RB和RE的比例調(diào)節(jié)輸出交流波形的幅度。
射極跟隨器雖然沒有電壓放大能力,但由于電路深度負(fù)反饋的作用,具有工作穩(wěn)定、頻響寬、輸入電阻大和輸出電阻小等突出優(yōu)點(diǎn)。
射極限隨器的輸入電阻比一般共發(fā)射極電路的輸入電阻大很多。根據(jù)理論分析,它的輸入電阻rsr≈βRe。如果晶休管的β=100,Re=1千歐,則輸入電阻入,rsr≈l00千歐。輸入電阻大,消耗信號源的電流就小。在多級放大器中,射極限隨器對信號源或前級只是很輕的負(fù)載。同時,射極限隨器的輸出電阻是很小的,根據(jù)理論分析,rsr≈rbe/β(式中的rbe.是晶休管的輸入電阻)。一般射極限隨器的輸出電阻在幾十到幾百歐之內(nèi),比共發(fā)射極電路小得多。輸出電阻小,帶負(fù)栽的能力就強(qiáng),可以帶阻抗比較小的負(fù)載。
利用射極限隨器輸入電阻大、輸出電阻小的特點(diǎn),還可以進(jìn)行阻抗匹配。多級放大器中有時在兩級之間加入一級射極限隨器,使它的高輸入阻抗與前級的高輸出阻抗匹配;低輸出阻抗與后級的低輸入阻抗相匹配,起到緩沖作用,減少了前后級之間的影響。
由于射極跟隨器的負(fù)反饋?zhàn)饔?,輸出電壓隨頻串的變化也減小到最小程度,相對改善了放大器的頻串響應(yīng)。
?。?) 有電流放大,無電壓放大作用;
?。?) 輸入電壓極性和輸出電壓極性相位 ;
?。?) 輸入電阻大而輸出電阻小。 輸入電阻大可使流過信號源電流小; 輸出電阻小,即帶負(fù)載能力大。 常用于放大電流的輸入級和輸出級。
1、輸入電阻Ri
Ri=rbe+(1+β)RE
如考慮偏置電阻RB和負(fù)載RL的影響,則
Ri=RB∥[rbe+(1+β)(RE∥RL)]
由上式可知射極跟隨器的輸入電阻Ri比共射極單管放大器的輸入電阻Ri=RB∥rbe要高得多,但由于偏置電阻RB的分流作用,輸入電阻難以進(jìn)一步提高。
2、輸出電阻RO
如考慮信號源內(nèi)阻RS,則由上式可知射極跟隨器的輸出電阻R0比共射極單管放大器的輸出電阻RO≈RC低得多。三極管的β愈高,輸出電阻愈小。
輸出電阻RO的測試方法亦同單管放大器,即先測出空載輸出電壓UO,再測接入負(fù)載RL后的輸出電壓UL,根據(jù)
即可求出
3、電壓放大倍數(shù)
上式說明射極跟隨器的電壓放大倍數(shù)小于近于1,且為正值。 這是深度電壓負(fù)反饋的結(jié)果。但它的射極電流仍比基流大(1+β)倍, 所以它具有一定的電流和功率放大作用。
4、電壓跟隨范圍
電壓跟隨范圍是指射極跟隨器輸出電壓uO跟隨輸入電壓ui作線性變化的區(qū)域。當(dāng)ui超過一定范圍時,uO便不能跟隨ui作線性變化,即uO波形產(chǎn)生了失真。為了使輸出電壓uO正、負(fù)半周對稱,并充分利用電壓跟隨范圍,靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)選在交流負(fù)載線中點(diǎn),測量時可直接用示波器讀取uO的峰峰值,即電壓跟隨范圍;或用交流毫伏表讀取uO的有效值,則電壓跟隨范圍