用示波器观察晶体管如何放大信号

会员455182

    放大电路的作用是将小信号放大为大信号。例如，将0.1V的信号提高为1V的信号——即是放大。

    首先，用晶体管组成一般的放大电路，如图：

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【图一】

    看一下晶体管就知道，晶体管有三个端子，分别是基极、发射极和集电极，在上图中，基极为输入，集电极为输出，发射极为公用（地）端。因此，称上图的电路为共发射极放大电路。

    下图是将上图的电路元件插在面包板上并进行连接的放大电路，如图：

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【图二】

    在该电路中，输入信号是由信号发生器产生的1kHz、1Vp-p的正弦波信号，如图：

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【图三】

    其输入输出波形如下图：

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【图四】

    输入信号为1Vp-p，输出信号的振幅（波形上下之间的值）为4.88Vp-p，所以这个电路的电压放大倍数约为5，输出波形的相位相对于输入波形有180度的改变（波形反转）。再看输入信号与晶体管基极电位的波形：

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【图五】

    晶体管基极电位的振幅和相位完全与输入相同，基极的波形是在交流成分上叠加2.6V的直流电压产生的。该直流电压称为基极偏置电压，产生偏置电压的电路称为偏置电路。在该电路中，R1与R2称为偏置电阻。

    由于电容C1的隔直通交特性，使得输入端的交流成分通过电容，而阻止基极的偏置直流。由于它使输入信号与电路相耦合，所以称为耦合电容。再看基极电位与发射极电位的波形：

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【图六】

    它们的振幅和相位是完全相同的，因为输入信号与基极电位信号在交流上是相同的波形，所以发射极电位成为与输入信号完全相同的波形。当晶体管的基极加上信号时，即使从发射极将信号取出，也完全没有电压放大作用。

    上图中，基极是在+2.6V的直流上叠加1kHz的交流信号，而发射极是在比它低0.6V，即+2V上叠加同样的交流信号。再看发射极电位与集电极电位的波形：

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【图七】

    上图中，发射极电压的振幅为2V±0.5V，所以晶体管的发射极电流是以1mA为中心，作±0.25mA的变化[(2V±0.5V)/2kΩ=1mA±0.25mA]。

晶体管各端子流动的电流有如下关系式：

ie=ic+ib

    但是与集电极电流ic相比，ib是非常小的值，可以忽略不计，则：

ie=ic

    因此，在图一的电路中，集电极电流ic也与发射极电流ie相同为1mA±0.25mA。

    我们刚才所见到的基极与发射极都和输入信号具有相同的波形，不进行电压的放大，但是在集电极上呈现出了被放大的波形，且相位与输入信号波形相反，为何？

因为图一中的Rc是接在电源与集电极之间（称为集电极负载电阻），所以Rc的压降是相对于电源（15V）产生的。当输入信号电压增加时，晶体管导通能力增强，流过晶体管集电极的电流增加，所以Rc两端的压降增加，此时相对于电源负极GND的集电极电位就减少了。反之，当输入信号电压减小时，晶体管导通能力减弱，流过晶体管集电极的电流减小，所以Rc两端的压降减小，此时相对于电源负极GND的集电极电位就增加了。

    综上所述，相对于输入信号电压，晶体管集电极电压信号的相位是反相位，相位差为180度。最后看集电极电位与输出信号的波形：

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【图八】

    上图中，电容C2将集电极的直流成分（此时为4.88V）截去，仅将交流成分作为输出信号取出，所以C2是起着与C1一样作用的耦合电容。

会员1209237

学习了，很基础的知识