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控晶二甲 4972C053 黃昭宗 共基極放大電路(common-base circuit,CB) 說明:(1).此電路因為交流等效電路B極接地，故稱為「共積極放大電路」 注意：直流等效電路B極不能接地，否則IB=0A，電晶體OFF而不能工作 (2).此電路沒有電流放大Ai = (ic / ib ≒ 1) 但是有電壓放大，所以有功率放大 (3).把此電路看成一個電流源時，其交流輸出等效電阻很高(與電流源並接)， 所以在感測元件以電流變化為主的電路後面接一個共基極放大電路，就是 把電路變成一個比較理想的「電流源」。理想的電流源其並接輸出電阻∞。 • 輸出電流大部分流到RL，只有極少部份在內部迴 流，所以RL可以得到大部分的交流功率。 • 註：共基極放大電路輸入低阻抗以避免降低感測 電流；輸出並聯電阻高阻抗，以提升流到RL的電 流比率。 共射集放大器 (common-collector circuit,cc) • • • • Vi-VBE(qv)=V0 如果Vi>>VBE(ON) ，則 特性(一):Av=V0/Vi~=1(略小於1 ，V0與Vi同相位) 特性(二):電流有放大，為(1+β)倍，i0=iE ，工率 特性(三):輸入高阻抗，輸出低阻抗 (幾十Ω以下，甚至1 Ω以下) 有放大 負載分割的交流信號比率很低，所以功率很小 負載可以分割到比較多(甚至大部分)的交流電壓，表示大 部分的功率在負載工作，只有少部分的功率在電晶體內部 的交流輸出電阻坐熱消耗。 • 全世界絕大部分多級放大電路的最後一級 (放大電路)燈要採用共集極放大電路作良好 的阻抗匹配，使負載的到最大的功率。 • △共射極放大電路要先轉接共集極放大電 路再接負載的另一種原理說明: • 後面的共集極放大電路在不改變原來電壓 值(Av~=1倍)的情況把共射集放大電路交流 輸出的高電阻值(串接)轉換成共集極放大電 路的交流輸出低電阻值，等於把共射極放 大電路轉換成一個比較理想的電壓源(理想 的電壓源輸出等效電阻=0Ω) 三種雙極電晶體組態的特性 組態 電壓增益 電流增益 輸入電阻 輸出電阻 共射極 Av > 1 Ai > 1 中 中到高 射極隨耦 Av ≒ 1 Ai > 1 高 低 共基極 Ai ≒ 1 低 中到高 Av > 1 表6.4 三種基本放大器之摘要與比較 表6.4中，簡述了三種單極放大器的小訊號特性。 對共射極電路而言，電流增益，電壓增益均大於１。對射極隨耦器電路而 言，電壓增益略小於１而電流增益大於１。對共基極電路而言，電壓增益大 於１，但電流增益略小於１。 在共射極電路中，由基極看入之輸入電阻大約在數千歐姆，而射極隨耦器 電路中，輸入電阻在５０到１００ＫΩ左右，共基極電路中，由射擊看入之 輸入電阻在幾十歐姆左右。 對共射極與射極隨耦器而言，二者之輸入電阻會受偏壓電路而明顯改變。 射極隨耦器電路之輸出電阻通常在數歐姆到數十歐姆左右，相反地，在共 射極與共基極電路中，由集極看入的輸出電阻卻非常高。再者，在共射極與 共基極電路中，由輸出端所看入的輸出電阻受集極電阻的影響很大。對這些 電路而言，輸出電阻很容易降到數千歐姆。 這些單極放大器之特性，將被廣泛利用於多極放大器的設計上。 3.如右圖電晶體參數為 Kn' 80V 2,W 6.25及 L VTN 1.2V。設計此電路 求 R D 與 R S之值 使得 IDQ 0.5mA及 V DSQ 4V 註 : 要判定MOSFET 的 V DS 工作區 2 Kn' W I D 2 L V GS V IN 2 80 0. 5 m 6.25 V GS 1.2 2 V GS 1.2 2 V GS 1.2 2 0.5m 250 2 1.41 V GS 1.2 V V GS GS 2.61,V GS V TN 0.21,V GS V TN 0 V GS V S V S V GS 2.61V 2.61 (5) (0.5m) R S R S 4.78 K 5 I D RD 4 I D RS 5 10 (0.5m) R D 4 (0.5m)( 4.78 K ) 3.61 0.5m R D R V D 7.22 K DS (4) V DS ( SAT ) 2.61 1.2 飽和區 4.如右圖電晶體參數為 V TN 0.8V及Kn 0.05 mA V 2 求 VGS ( VDS), ID , MOSFET的 等效電阻 R DS 及其功率消耗 PD 值0。 註 : 第3.4兩題解一次二元方程式 時兩解都要算且判定合與不合並說明原因 4. V I I I DS V GS 5 I D R S D (0.05m) (V GS 0.8) D (0.05m) (4.2 I D10 ) 2 2 (0.05m)(17.64 84 I D 100 K D 2 2 ID ) 2 5000 I D 5.2 I D 0.000882 0 I V V I D b b 2 4ac 0.827 mAor0.213mA 2a 5 0.827 m 10 3.27V GS GS D 5 0.213m 10 2.87V 0.827不合因 VGS 需大於 VTN ID 0.213mA V DS V GS 2.87V 2.87 13.5 0.213m P D I DV DS 0.213m 2.87 0.61mW R DS