详解射极跟随器
cac55 2025-01-10 11:54 12 浏览 0 评论
射极跟随器又叫射极输出器，是一种典型的负反馈放大器。输出电压与输入电压同相，且幅值相等。输出电压紧紧跟随输入电压而变化，我们把这种具有跟随特性的电路称为“射极限随器”。
它的作用是将交流电流放大，以提高整个放大电路的带负载能力。
特点为输入阻抗高，输出阻抗低，因而从信号源索取的电流小而且带负载能力强，所以常用于多级放大电路的输入级和输出级；也可用它连接两电路，减少电路间直接相连所带来的影响，起缓冲作用。
电路组成，如下图:
交流信号Ui输入时，产生动态的基极电流ib，骑在静态电流IBQ之上，通过三极管得到放大了的发射极电流iE，其交流分量ie在发射极电阻Re上产生的交流电压即为输出电压Uo。
这里要说明电阻Re的负反馈作用:
当温度升高时，Ic增大，则Ie增大，因而Re上的电压Ue增大；因为UBQ基本不变，而Ube=Ub－Ue，所以Ube减小，导致Ib减小，从而使原来增大的Ic减小。最终Ic将基本保持不变。
当温度降低时，各物理量向相反的方向变化，最终也维持Ic的稳定。从而稳定静电工作点Q。
三极管用其h参数等效模型取代便得到共集放大电路的交流等效电路如下图
根据电压放大倍数的定义，利用Ib对Ic的控制关系，可得出放大倍数Au的表达式为
Au=Uo/Ui
=Ie*Re/{ Ib*（Rb + rbe）+ Ie*Re }
=(1 + β）*Ib*Re/{Ib（Rb + rbe）+（1 + β ）*Ib *Re}
=(1 + β）* Re/{ Rb + rbe+（1+β）*Re}
式子标明，
0＜Au＜1，即Uo与Ui同相且Uo＜Ui。
当（1 +β）* Re ＞＞ （Rb + rbe）时，Au约为1，即Uo近似等于Ui，故常称为射极跟随器。虽然无放大电压的能力，但是输出电流Ie远大于输入电流Ib，所以电路仍有放大功率的作用。
计算输入电阻Ri:
根据电阻的物理意义，可得出输入电阻Ri的表达式
Ri=Ui/Ii
= Ui/Ib
={ Ib*（Rb + rbe）+ Ie*Re}/ Ib
= Rb + rbe+（1+β）*Re
可见，发射极电阻Re等效到基极回路时，将增大到（1+β）倍，因此射极跟随器的输入电阻很大，可达几十千欧到几百千欧。
计算输出电阻Ro:
为了计算输出电阻Ro，另输入信号为零，在输出端加正弦波电压Uo，求出因其产生的电流Io，则输出电阻Ro=Uo/Io，如下图：
图中Io由两部分组成，一部分是Uo在Re上产生的电流IRe，另一部分是Uo由于作用于三极管的基极回路产生基极电流Ib，从而获得的Ie，他们分别为
Ib=Uo/（Rb + rbe）
Ie=（1 +β）* Uo/（Rb + rbe）
Io=IRe+Ie
所以，输出电阻的表达式为
Ro=Uo/ Io
=Uo/{Uo/Re+（1+β）* Uo/（Rb + rbe）}
= 1/{1/Re+（1+β）/（Rb + rbe）}
得出
Ro= Re//{（Rb + rbe）/（1+β）}
可见，基极回路电阻Rb等效到射极电路时，应减小到原来的1/（1+β）。由于通常情况下，Re取值较小，rbe也多在几百欧到几千欧，而β至少几十倍，所以Ro可小到几十欧。
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