三极管对交流信号的放大本质是集电极电流随基极电流的变化而变化,而体现的是集电极电位的高低受基极的电位影响,这样说起来比较抽象,不大容易理解,下面请看具体解释。

理解三极管的交流信号放大过程

一、三极管的放大原理

如何理解三极管放大交流信号的过程

在说明交流信号被放大之前,我们先来理解一下三极管的放大原理。以上图中的NPN型管为例,先来看一下三极管内的电流是怎么流动的。如上图,三极管在放大状态时,基极和集电极的电流都是流向发射极的,而集电极电流受基极电流的控制,通常基极电流很小的变化就可以引起集电极电流较大的变化,并且会呈一定的比例关系,这种比例关系就是三极管的β值。假如三极管β值为100,那么基极电流增大1,集电极电流就会增大100,反之亦然,这就是三极管之所以能够起放大作用的根本原因。(为了便于理解,以上所说均为理想状态)。

形象的解释一下,三极管的放大作用就相当于我们在开车时踩油门,我们脚下一个很小的动作就可以使汽车加速度,我们下踩的力道就相当于三极管的输入信号,发动机装置相当于三极管放大器,汽车加速度相当于三极管的输出信号。从这个类比我们可以看出来,三极管的放大实际上是对能量的控制,以较小的能量去控制较大的能量。

二、三极管放大交流信号过程

如何理解三极管放大交流信号的过程

理解三极管的放大作用之后,我们来看上面这个原理图(为便于理解,假设电路中的一切都为理想状态)。这是一个分压偏置式共射极放大器,输入信号为正弦波交流小信号,具体放大过程如下:

当输入信号Ui在升高时,基极电流会增大,集电极电流Ic也会增大,流向发射极的电流增大使得集电极与发射极的管压降Vce减小,集电极电位下降,输出电压Uo下降。

当输入信号Ui在降低时,基极电流减小,集电极电流也会减小,流向发射极的电流减小使得集电极和发射极的管压降Vce增大,集电极电位升高,输出电压Uo升高。

上面是交流小信号被放大的过程,可以看出,输入信号增大,输出信号会减小;输入减小,输出会增大,输入输出信号是反相的。

如何理解三极管放大交流信号的过程

为了便于理解,你可以把三极管的集电极和发射极之间想象成一个通道,把电流比作水流,电位比作水位。如上图,当电流(水流)增大时,通道被扩宽,能量从集电极流失到发射极,造成集电极电位(水位)下降;当电流(水流)减小时,通道变窄,能量从集电极流失到发射极较小,集电极的电位(水位)升高。而输出信号是电压信号,取得是集电极的电位(水位)变化,所以输入输出信号是反相的。

上面所说就是三极管放大交流信号的过程了,还是比较好理解的。

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