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晶体管开关电路详解

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晶体管开关电路详解 图8.1是一例发射极接地放大电路,这种电路能够通过输入信号(电压)连续地——— 模拟地控制流过集电极发射极间电流,获得输出电压。 但是开关电路,如图8.2所示是一种计数地接通/断开晶体管的集电极发射极间的电流作为开关使用的电路。 图8.3是电压增益(放大倍数)Av=10 的发射极接地型放大电路。照片8.1是给这个电路输入1kHz、1VP-P 信号时的输入输出波形。这时的输出波形不是通过介入耦合电容取出的, 而是集电极电位。由于 AV=10,所以输出应该是10VP-P。但是由于电源电压以及发射极电阻上电压降的缘故,如照片所示,波形的上下部分均被截去(输出饱和)。 输出波形的上半周被截去的情况是由于输出电平与电源电压相等,所以集电极电阻上没有了电压降,也就是说晶体管的集电极发射极间没有电流流过(集电极电流为零)。换句话说,晶体管处于截止状态。 相反,输出波形的下半周被截去的情况是因为输出电平处于更接近GND电平的电位(集电极电阻上的电压降非常大),晶体管的集电极电流处于最大值。也就是说,晶体管处于导通状态。 这样的开关电路只要利用输入信号使输出波形被限幅就可以实现(使晶体管处于接通/断开状态就可以),所以可以认为只要放大电路具有非常大的放大倍数,或者加上很大的输入信号就可以。但是,这样的开关电路必须是直流的接通/断开状态(这样的用途非常多),所以必须具有一定的直流的放大倍数。 8.1.2从放大电路到开关电路图 8.4是从发射极放大电路演变到开关电路的示意图 。首先为了获得直流增益(放大倍数),从图8.4(a)的一般发射极放大电路中去掉输入输出的耦合电容C1、C2,得到图8.4(b)的电路。进一步为了提高放大倍数,去掉发射极电阻E,变成图8.4(c)的电路。这样一来,也就没有必要加基极偏置电压。当输入信号为0V时,晶体管处于截止状态 ,所以集电极就没有必要流过无用的电流——— 空载电流。因此, 如图 8.4(d)所示去掉偏置用的 R1。 为了确保没有输入信号时晶体管处于截止状态,需要保留使基极处于GND电位的电阻R2。但是,图8.4(d)的电路中如果输入信号超过+0.6V,晶体管基极发射极间的二极管将处于导通状态,就开始有基极电流流过。也就是说,这样的状态不能限制电流,会有非常大的基极电流流过。因此,如图8.4(e)所示还需要插入限制基极电流的电阻R3。这样就可以将发射极...

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