电工优优今天要和大家分享的射极跟随器型开关电路的设计相关信息,接下来我将从射极跟随器电路图,射极跟随器实验,射极跟随器工作原理这几个方面来介绍。
从微观上怎么解释电流,电阻现象?
射极跟随器的典型电路:
射极跟随器又叫射极输出器,是一种典型的负反馈放大器。从晶体管的连接方法而言,它实际上是共集电极放大器。图中Rb是偏置电阻,C1、Cl是耦合电容。信号从基极输入,从发射极输出。晶体管发射极接的电阻Re,在电路中具有重要作用,它好象一面镜子,反映了输出、输入的跟随特性。
输入电压usr=ube+usc。通常Usc》Ube,忽略Ube不计,则usr≈usc。显然,这就意味着射极限随器的电压放大倍数近似等于1,即:输入电压幅度与输出电压幅度近似相等。当Usr增加时,ib、ie都增加,发射极电压ue(usc)也就增加。反之,Usr减小时Usc也减小。这说明输出电压与输入电压同相,正是因为不仅输出电压与输入电压大小相等,而且相位也相同。输出电压紧紧跟随输人电压而变化,我们把这种具有跟随特性的电路称为“射极限随器”。
射极跟随器以很小的输人电流却可以得到很大的输出电流(ie=(1+β)ib)。因此具有电流放大及功率放大作用。需要区别的是普通的多级共射级放大电路,是不放大电流放大电压,这点跟射随是相反的。在电视电路中,中放解出TV的视频图像后用射极电路来输出,保证输出图像的变化随输入而改变,需主意的是一般幅度要达到1.2V左右,需通过调节RB和RE的比例调节输出交流波形的幅度。
射极跟随器型开关电路的设计
8.4. 1给射极跟随器输入大振幅
射极跟随器是电压放大倍数为1的放大电路。这种电路具有直流增益,利用输入大振幅的方波可以起到与开关电路相同的作用。
图8.17示出将射极跟随器演变为开关电路的过程。首先,为了获得直流增益从图8.17(a)一般的射极跟随器中去掉输入输出耦合电容C1和C2,变成图8.17(b)所示的电路。由于没有必要给基极加偏置电压(因为输入信号为0V时晶体管处于截止状态),所以如图8.17(c)所示再去掉1。但是,为了确保没有输入信号时晶体管处于截止状态,所以保留使基极处于GND电位的电阻R2。这样就把射极跟随器变成了开关电路。
图8.18的电路是给图8.17(c)的电路赋予具体电路常数值的射极跟随器型开关电路。
照片8.9是给这个电路输入1kHz、4VP-P的正弦波时的输入输出波形。当输入信号的振幅在+0.6V以下时晶体管处于截止状态,所以只有i的正半周波形作为输出波形出现。而且的振幅值总比低0.6V(晶体管的VBE)。
照片8.10是给图8.18的电路输入1MHz、0V/+5V方波时的输入输出波形。因为输出波形就是晶体管的发射极电位,所以它追随输入信号,输 出的是0V/+4.4V的方波。也就是说由于这个电路是射极跟随器的变形,所以输入输出信号的相位也与放大电路的情况相同,都是同相的。
8.4.2开关速度
8.3节曾经讲到如果发射极接地型开关电路中不采用加速电容等技术,就不能够提高开关速度。但是,这里的射极跟随器型开关电路继承了射极跟随器频率 特性好的优点。如照片8.10所示,即使1MHz的频率也能够很容易地实现开关。尽管图8.5和图8.18中使用的晶体管是相同的。射极跟随器型开关电路 的重要特点就是能够实现高速开关。与发射极接地型开关电路相比,由于不需要限制基极电流的电阻(因为基极电流必须是负载电流的1/hFE),所以它的另一个优点就是元件少。
图8.18的电路是在发射极连接负载电阻RL。不过也有不连接负载电阻的电路,如图8.19那样发射极原封不动地成了输出端。
与发射极接地型开关电路的开路集电极相对应,把这种电路叫做开路发射极电路。它应用于高速开关外部负载的场合。
8.4.3设计开关电路的指标
图8.18的电路的设计指标如下。这是应用0V/+5V的4000B系列CMOS逻辑电路的信号对5mA的负载电流进行接通/断开的电路。
8.4.4晶体管的选择
负载电流(发射极电流)的指标是5mA,所以晶体管的集电极电流(=发射极电流)的最大额定值必须大于5mA。因为必须由4000B系列CMOSIC提供基极电流,所以为了将基极电流抑制在0.1mA(一般不怎么能够从4000B系列CMOSIC中取出电流
),而负载电流是5mA, 所以hFE必须在50(=5mA/0.1mA)以上。
另外,晶体管处于截止状态时电源电压(在这里是+5V)是加在集电极发射极间和集电极基极间,所以所选择晶体管的集电极发射极间和集电极基极间的最大额定值VCEO、VCBO必须大于电源电压。
按照IC>5mA,hFE>50,VCEO>5V,VCBO>5V的条件,与发射极接地时情况相同选择2SC2458(东芝)。当然使用
PNP晶体管也无妨,不过这时的电路变成图8.20所示的那样。
开路发射极的设计也完全相同,由加在外部负载上的电压以及从输出端(发射极)流出或者吸入的最大负载电流为根据选择晶体管。
射极跟随器型开关电路的负载电流原封不动地就是发射极电流,所以必须给输入端提供它的1/hFE的基极电流。但是当负载电流大时,有可能无法提供驱动输入端电路所必要的基极电流。
在这种情况下,仍然和发射极接地时的办法一样,或者采用超晶体管,或者如图8.21所示将晶体管达林顿连接使用。但是,达林顿连接时需要注意发射极电位要比基极电位低1.2~1.4V(两个VBE)。
射极跟随器型开关电路中当晶体管处于导通状态时,发射极电位比基极电位低0.6~0.7V。因此,即使基极电位与集电极电位(即电源电压)相等,晶体管的集电极发射极间电压VCE还是0.6~0.7V(达林顿连接时是1.2~1.4V)。这个VCE与集电极电流=
发射极电流 )之积就是晶体管的热损耗,所以当负载电流大时应该注意晶体管的发热问题。
关于电流就介绍完了,您有什么想法可以联系小编。
以上就是"电工优优"为大家介绍的射极跟随器电路图的相关信息,想了解更多"射极跟随器型开关电路的设计,射极跟随器电路图,射极跟随器实验,射极跟随器工作原理"相关知识,请收藏电工无忧吧。