分壓式射極跟隨器電路有哪些優缺點呢?


優點
輸入阻抗高
原理:分壓式射極跟隨器電路的基極偏置由分壓電阻提供,理想情況下,輸入信號主要加在分壓電阻上,從輸入端看進去的等效電阻(即輸入阻抗)近似等于分壓電阻 和 的并聯值再乘以三極管的電流放大系數 (在共射電路中 較大時近似分析),通常可達幾十千歐到幾百千歐。
優勢體現:高輸入阻抗使得該電路對前級電路的影響很小,不會從前級電路抽取過多的電流,從而避免了前級電路輸出電壓的下降,有利于實現多級電路之間的級聯。例如,在音頻放大系統中,前置放大器輸出的信號幅度較小,若后級電路輸入阻抗低,會導致前置放大器輸出電壓明顯降低,而采用分壓式射極跟隨器作為緩沖級,就能很好地解決這一問題。
輸出阻抗低
原理:從輸出端看進去,射極電阻 上的電壓降近似等于輸出電壓,輸出阻抗 等于射極電阻 除以 ( 為三極管電流放大系數),由于 較大, 通常只有幾歐到幾十歐。
優勢體現:低輸出阻抗使得電路具有很強的帶負載能力,能夠為負載提供穩定的電壓和電流。當負載電阻變化時,輸出電壓的變化相對較小。例如,在驅動揚聲器等負載時,分壓式射極跟隨器電路可以保證揚聲器獲得較為穩定的電壓,從而發出清晰、穩定的聲音。
電壓跟隨特性
原理:在分壓式射極跟隨器電路中,輸出電壓 近似等于輸入電壓 減去三極管的基極 - 發射極壓降 (硅管約為 ),即 。在一定的輸入電壓范圍內, 變化較小,可近似認為 ,實現了電壓跟隨。
優勢體現:這種電壓跟隨特性使得電路可以將輸入信號不失真地傳遞到輸出端,同時對信號進行緩沖和隔離。在信號傳輸過程中,它可以避免前后級電路之間的相互影響,保證信號的質量。例如,在傳感器信號處理電路中,傳感器輸出的微弱信號可以通過分壓式射極跟隨器電路進行跟隨和放大,然后傳輸到后續的測量電路中。
電路結構簡單
原理:分壓式射極跟隨器電路主要由三極管、分壓電阻和射極電阻等幾個基本元件組成,其電路結構相對簡單,易于設計和實現。
優勢體現:簡單的電路結構降低了電路的成本和復雜度,提高了電路的可靠性和穩定性。同時,也便于對電路進行調試和維修。例如,在一些簡單的電子實驗和小型電子設備中,分壓式射極跟隨器電路是一種常用的基本電路。
缺點
穩定性差
受溫度影響:三極管的基極 - 發射極壓降 具有負溫度系數,溫度升高時 減小。這會導致輸出電壓隨溫度的變化而發生漂移,影響電路的穩定性。例如,在高溫環境下,輸出電壓可能會升高,從而影響后續電路的正常工作。
受元件參數影響:分壓電阻的阻值會因溫度、濕度等因素而發生變化,三極管的電流放大系數 也會隨著溫度和電流的變化而變化。這些元件參數的不穩定會導致輸出電壓的不穩定。例如,當分壓電阻的阻值發生變化時,基極偏置電壓會改變,進而影響輸出電壓。
無深度負反饋:該電路本質上是一個淺度負反饋電路,反饋深度不夠,無法有效抑制輸入、溫度和負載變化對輸出電壓的影響。
電壓增益小于1
原理:由于輸出電壓近似等于輸入電壓減去三極管的基極 - 發射極壓降 ,所以電壓增益 ,在一般情況下, 。
劣勢體現:這意味著該電路不能對輸入信號進行放大,只能實現電壓跟隨。如果需要對信號進行放大處理,就需要在電路中增加放大級。例如,在一些需要較大信號幅度的應用場景中,分壓式射極跟隨器電路不能滿足要求。
線性工作區有限
原理:三極管工作在線性放大區時,輸出電壓才能較好地跟隨輸入電壓。但當輸入電壓、負載電流等條件變化時,三極管容易進入飽和區或截止區。例如,當輸入電壓過高時,三極管的集電極 - 發射極電壓 會過小,使三極管進入飽和區;當輸入電壓過低時,三極管可能無法導通,進入截止區。
劣勢體現:一旦三極管進入非線性區,輸出電壓將不再跟隨輸入電壓變化,導致信號失真。因此,在使用分壓式射極跟隨器電路時,需要嚴格控制輸入電壓和負載電流的范圍,以保證三極管工作在線性區。
責任編輯:Pan
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