三极管共射放大电路及小信号交流等效电路

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三极管共射放大电路及小信号交流等效电路

引言

三极管共射放大电路是一种经典的模拟电路,广泛应用于电子设备中,具有放大电压信号、隔离不同阻抗级和阻抗转换等功能。本文将深入探讨三极管共射放大电路的工作原理、小信号交流等效电路以及晶体管图示仪的应用。

三极管共射放大电路

三极管共射放大电路如图 1 所示,由三极管 Q1、电阻器 R1、R2 和 R3 组成。信号源通过电容 C1 耦合到三极管的基极,而输出信号从三极管的集电极经电容 C2 耦合到负载电阻 RL。

图 1:三极管共射放大电路

小信号交流等效电路

为了分析三极管共射放大电路的交流特性,使用小信号交流等效电路进行近似。如图 2 所示,忽略了电容 C1 和 C2 的影响,用交流小信号源 vbe、电阻器 rπ、交流小信号源 vce、电阻器 r0 和电流源 gmvbe 来表示三极管。

图 2:三极管共射放大电路的小信号交流等效电路

晶体管图示仪

晶体管图示仪是一种利用晶体管的非线性特性来测量电流和电压波形的仪器。其基本原理是利用三极管的基极-发射极结的正向偏置特性和集电极-发射极结的反向偏置特性,将被测信号转换成三极管的集电极电流,再通过一个灵敏的电流表或电压表测量集电极电流或电压波形。

晶体管图示仪具有以下特点:

高输入阻抗:由于晶体管基极-发射极结的正向偏置特性,输入阻抗很高,对被测电路影响小。

宽频率范围:晶体管图示仪的频率范围一般从直流到几十兆赫兹,可以测量各种频率的信号。

低成本:晶体管图示仪的制作成本较低,易于实现。

应用

三极管共射放大电路和小信号交流等效电路在电子设备中有着广泛的应用,例如:

电压放大:放大来自传感器或其他电路的微弱信号。

阻抗转换:将高阻抗信号源与低阻抗负载连接起来。

隔离:隔离不同阻抗级之间的直流和交流信号,防止干扰。

晶体管图示仪则广泛应用于:

电流波形的测量:测量各种电子设备中的电流波形,例如放大器、振荡器和开关电路。

电压波形的测量:通过将被测电压转换成电流波形,再用晶体管图示仪测量电流波形,可以间接测量电压波形。

故障诊断:通过观察晶体管图示仪显示的波形,可以快速诊断电子设备的故障。

结论

三极管共射放大电路和小信号交流等效电路是电子电路设计中的基础知识,具有重要的应用价值。晶体管图示仪作为一种测量工具,也发挥着不可替代的作用。通过深入了解这些技术,可以更好地设计和分析电子电路,满足实际应用需求。

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