今天小编要和大家分享的是电流相关信息,接下来我将从射极跟随器型开关电路的设计,从微观上怎么解释电流,电阻现象?这几个方面来介绍。

从微观上怎么解释电流,电阻现象?

从微观上怎么解释电流,电阻现象?

射极跟随器的典型电路:

射极跟随器又叫射极输出器,是一种典型的负反馈放大器。从晶体管的连接方法而言,它实际上是共集电极放大器。图中Rb是偏置电阻,C1、Cl是耦合电容。信号从基极输入,从发射极输出。晶体管发射极接的电阻Re,在电路中具有重要作用,它好象一面镜子,反映了输出、输入的跟随特性。

射极跟随器型开关电路的设计

输入电压usr=ube+usc。通常Usc》Ube,忽略Ube不计,则usr≈usc。显然,这就意味着射极限随器的电压放大倍数近似等于1,即:输入电压幅度与输出电压幅度近似相等。当Usr增加时,ib、ie都增加,发射极电压ue(usc)也就增加。反之,Usr减小时Usc也减小。这说明输出电压与输入电压同相,正是因为不仅输出电压与输入电压大小相等,而且相位也相同。输出电压紧紧跟随输人电压而变化,我们把这种具有跟随特性的电路称为“射极限随器”。

射极跟随器以很小的输人电流却可以得到很大的输出电流(ie=(1+β)ib)。因此具有电流放大及功率放大作用。需要区别的是普通的多级共射级放大电路,是不放大电流放大电压,这点跟射随是相反的。在电视电路中,中放解出TV的视频图像后用射极电路来输出,保证输出图像的变化随输入而改变,需主意的是一般幅度要达到1.2V左右,需通过调节RB和RE的比例调节输出交流波形的幅度。

射极跟随器型开关电路的设计

8.4. 1给射极跟随器输入大振幅

射极跟随器是电压放大倍数为1的放大电路。这种电路具有直流增益,利用输入大振幅的方波可以起到与开关电路相同的作用。

图8.17示出将射极跟随器演变为开关电路的过程。首先,为了获得直流增益从图8.17(a)一般的射极跟随器中去掉输入输出耦合电容C1和C2,变成图8.17(b)所示的电路。由于没有必要给基极加偏置电压(因为输入信号为0V时晶体管处于截止状态),所以如图8.17(c)所示再去掉1。但是,为了确保没有输入信号时晶体管处于截止状态,所以保留使基极处于GND电位的电阻R2。这样就把射极跟随器变成了开关电路。

射极跟随器型开关电路的设计

图8.18的电路是给图8.17(c)的电路赋予具体电路常数值的射极跟随器型开关电路。

照片8.9是给这个电路输入1kHz、4VP-P的正弦波时的输入输出波形。当输入信号的振幅在+0.6V以下时晶体管处于截止状态,所以只有i的正半周波形作为输出波形出现。而且的振幅值总比低0.6V(晶体管的VBE)。

射极跟随器型开关电路的设计

照片8.10是给图8.18的电路输入1MHz、0V/+5V方波时的输入输出波形。因为输出波形就是晶体管的发射极电位,所以它追随输入信号,输 出的是0V/+4.4V的方波。也就是说由于这个电路是射极跟随器的变形,所以输入输出信号的相位也与放大电路的情况相同,都是同相的。

射极跟随器型开关电路的设计

8.4.2开关速度

8.3节曾经讲到如果发射极接地型开关电路中不采用加速电容等技术,就不能够提高开关速度。但是,这里的射极跟随器型开关电路继承了射极跟随器频率 特性好的优点。如照片8.10所示,即使1MHz的频率也能够很容易地实现开关。尽管图8.5和图8.18中使用的晶体管是相同的。射极跟随器型开关电路 的重要特点就是能够实现高速开关。与发射极接地型开关电路相比,由于不需要限制基极电流的电阻(因为基极电流必须是负载电流的1/hFE),所以它的另一个优点就是元件少。

图8.18的电路是在发射极连接负载电阻RL。不过也有不连接负载电阻的电路,如图8.19那样发射极原封不动地成了输出端。

射极跟随器型开关电路的设计

与发射极接地型开关电路的开路集电极相对应,把这种电路叫做开路发射极电路。它应用于高速开关外部负载的场合。

8.4.3设计开关电路的指标

图8.18的电路的设计指标如下。这是应用0V/+5V的4000B系列CMOS逻辑电路的信号对5mA的负载电流进行接通/断开的电路。

射极跟随器型开关电路的设计

8.4.4晶体管的选择

负载电流(发射极电流)的指标是5mA,所以晶体管的集电极电流(=发射极电流)的最大额定值必须大于5mA。因为必须由4000B系列CMOSIC提供基极电流,所以为了将基极电流抑制在0.1mA(一般不怎么能够从4000B系列CMOSIC中取出电流

),而负载电流是5mA, 所以hFE必须在50(=5mA/0.1mA)以上。

另外,晶体管处于截止状态时电源电压(在这里是+5V)是加在集电极发射极间和集电极基极间,所以所选择晶体管的集电极发射极间和集电极基极间的最大额定值VCEO、VCBO必须大于电源电压。

按照IC>5mA,hFE>50,VCEO>5V,VCBO>5V的条件,与发射极接地时情况相同选择2SC2458(东芝)。当然使用

PNP晶体管也无妨,不过这时的电路变成图8.20所示的那样。

开路发射极的设计也完全相同,由加在外部负载上的电压以及从输出端(发射极)流出或者吸入的最大负载电流为根据选择晶体管。

射极跟随器型开关电路的负载电流原封不动地就是发射极电流,所以必须给输入端提供它的1/hFE的基极电流。但是当负载电流大时,有可能无法提供驱动输入端电路所必要的基极电流。

在这种情况下,仍然和发射极接地时的办法一样,或者采用超晶体管,或者如图8.21所示将晶体管达林顿连接使用。但是,达林顿连接时需要注意发射极电位要比基极电位低1.2~1.4V(两个VBE)。

射极跟随器型开关电路中当晶体管处于导通状态时,发射极电位比基极电位低0.6~0.7V。因此,即使基极电位与集电极电位(即电源电压)相等,晶体管的集电极发射极间电压VCE还是0.6~0.7V(达林顿连接时是1.2~1.4V)。这个VCE与集电极电流=

发射极电流 )之积就是晶体管的热损耗,所以当负载电流大时应该注意晶体管的发热问题。

射极跟随器型开关电路的设计

关于电流就介绍完了,您有什么想法可以联系小编。

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