硬件运放的那些事儿

Posted 2020-10-03 Phil的博客园

三极管的特性曲线

 

                    图1：特性曲线 

截止区：Ube的电压小于be结导通电压，三极管处于截止区，此时，Ib、Ic几乎为0

放大区：Ube的电压大于be结导通电压，此时Ib的变化，会导致Ic的成一定比例（即：放大倍数β）变化。

饱和区：饱和区的图其实并没有正确解释。

三极管的静态工作点

三极管输入为零时，三极管的工作状态可在特性曲线（图1）中某个点表示，此点就叫静态工作点Q。

为什么设置静态工作点

当输入信号中有交流信号时，要使得交流信号的正半周和负半周都能够被正确地放大，就需要设置合适的静态工作点，否则，会发生正半周放大时，因为三极管饱和，信号被截止，或者负半周放大时，因为三极管处于截止状态，信号被截止。

如何设置静态工作点

设置静态工作点，就是设置一个合适的Ib，即设置b极的电阻R9，。

 

 

在特性曲线上，棕色斜直线，就是在c或者e极的负载R。Ib有正半周和负半周

三极管有三种工作状态：截止、放大、饱和。

当基极的电压Vbe小于三极管be结的导通电压（硅管0.7V或者锗管0.3V），处于截止。

当基极的输入电流Ib的幅值，Ic可以跟随Ib的变化而成固定比例的变化（Ic=Ib*β），则处于放大。

当基极的输入电流Ib过大时，Ic达到了最大值，不能再根据Ib进行放大（Ic<Ib*β），则处于饱和。

运放的发明

运放的虚短和虚断

划重点：虚断和虚断，只在其处于线性放大状态时有效。

理想运放：运放的两输入端电压相同，好像短路一样，但并没有真正短路，所以叫虚短。

                 运放的两输入端电流为0，好像短路一样，但并没有真正断路，所以叫续断。

这两条在分析理想运放时，就可以把运放想象成一个什么器件呢？  仅仅把两输入端电位拉成一致的一个器件。那有两个输入端，把又谁拉成谁的电位呢？  仅把有反馈的一路拉成没有反馈的电压。这样，再分析输入输出电压关系，思路会清晰很多。

现实运放：

未用运放的不恰当端接

不恰当的端接，运放输出是不确定的，虽然没有接入电路，但可能会影响电源的稳定性。

运放外接电阻

讨论电阻时，介绍一个概念：热噪声（即：白噪声）--是由导体中电子的热震动引起的。只取决于温度，与通信信号频率无关，所以限制了通信性能的上限。