大家好,我是硬件微講堂。這是我的第36篇原創(chuàng)文章。
關(guān)于三極管前面已經(jīng)發(fā)了3篇:
選擇三極管時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注哪些參數(shù)?(1)
選擇三極管時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注哪些參數(shù)?(2)
選擇三極管時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注哪些參數(shù)?(3)
前2篇都是偏理論的,第3篇是偏工程的。在第3篇中文章中留了個(gè)問(wèn)題,這里先回復(fù)下。
1、問(wèn)題回復(fù)
如上圖所示三極管放大電路,直流電源給15V,輸入信號(hào)VG1為Vpp=2V,f=100MHz的正弦波,輸出端沒有放大效果,輸出端的波形基本和輸入端一致。什么原因?
共有3位小伙伴做了回復(fù),感謝三位的留言,特別是第一位小伙伴,回復(fù)很詳細(xì)。這個(gè)電路失去放大效果,確實(shí)是由于輸入波形的頻率過(guò)高。如果把輸入信號(hào)頻率降下來(lái),放大效果就出來(lái)了。感興趣的同學(xué),可以自己試一把。原始的仿真工程文件,我已經(jīng)放在文末。
2、知識(shí)點(diǎn):特征頻率fT
細(xì)心的小伙伴,可能會(huì)問(wèn):
①為什么把輸入信號(hào)頻率降下來(lái),就有放大作用了呢?
②輸入信號(hào)頻率高到什么程度才會(huì)失去放大作用呢?
這都是好問(wèn)題,用心思考過(guò),才會(huì)有這樣的問(wèn)題。
敲黑板,知!識(shí)!點(diǎn)!來(lái)!了!
三極管有個(gè)參數(shù)“特征頻率fT”,當(dāng)晶體工作頻率超過(guò)一定值時(shí),β值開始下降。當(dāng)β值下降到1時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率即為該管的特征頻率。在三極管的Datasheet上,一定會(huì)標(biāo)注出來(lái)該數(shù)值,如下圖所示,即為MMBT3904L的fT值,300MHz。
如此,當(dāng)工作頻率f>特征頻率fT時(shí),三極管必然失去放大作用。細(xì)心的小伙伴,可能又會(huì)問(wèn):③輸入信號(hào)頻率是100MHz,還遠(yuǎn)小于fT=300MHz啊,怎么會(huì)沒有放大作用?
又是一個(gè)好問(wèn)題!
確實(shí)沒有超過(guò)300MHz,100MHz和300MHz之間差著200MHz呢!我們不妨看看輸入信號(hào)頻率在100MHz時(shí)的仿真結(jié)果。
如上圖所示,VF1是輸入端信號(hào)波形,100MHz,VF2是輸出端信號(hào)波形,也是100MHz。從幅值上看,VF2比VF1稍微大一點(diǎn)點(diǎn)。
如果我們把VF1的頻率調(diào)整為200MHz,再看下仿真效果,如下圖所示。VF2比VF1稍微大一點(diǎn)。
如果我們把VF1的頻率調(diào)整為300MHz,會(huì)怎樣?再仿真看下。
3、降低工作頻率
基于上面的分析,需要我們把輸入信號(hào)的頻率降下來(lái),三極管電路才能表現(xiàn)出明顯的放大作用。細(xì)心的小伙伴,又會(huì)問(wèn)了:輸入信號(hào)要比三極管的特征頻率低多少才能有明顯的放大作用呢?或者換一種問(wèn)法:
④三極管的工作頻率要比f(wàn)T低多少才算合適的工作頻率呢?工作頻率和放大倍數(shù)是否有定量關(guān)系?
不妨我們把VF1降到10MHz,看看效果。
如上圖所示,VF2確實(shí)表現(xiàn)出明顯的放大波形。我們把VF1降到100kHz,再看看效果。
什么鬼?VF2是表現(xiàn)出放大效果,但是失真了!
又產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題:
⑤當(dāng)VF1在100kHz時(shí),VF2為什么會(huì)出現(xiàn)失真?如何消除失真?
怎么突然有種挖坑,越挖越深的趕腳!不行了,今天先挖到這里。
4、總 結(jié)
簡(jiǎn)單總結(jié)下今天聊的內(nèi)容:
1、回復(fù)下上一篇文章留下的問(wèn)題,確實(shí)是由于輸入波形的頻率過(guò)高導(dǎo)致三極管放大電路失去放大作用;
2、拋出3個(gè)問(wèn)題:
①為什么把輸入信號(hào)頻率降下來(lái),就有放大作用了?
②輸入信號(hào)頻率高到什么程度才會(huì)失去放大作用呢?
③輸入信號(hào)頻率是100MHz,還遠(yuǎn)小于fT=300MHz啊,怎么會(huì)沒有放大作用?
3、引出了特征頻率fT的概念。并用多組仿真數(shù)據(jù)探討了在不同頻率下的放大效果,尤其說(shuō)明了在100MHz、200MHz和300MHz時(shí)。
4、繼續(xù)降低頻率,引出兩個(gè)問(wèn)題。
④三極管的工作頻率要比f(wàn)T低多少才算合適的工作頻率呢?工作頻率和放大倍數(shù)是否有定量關(guān)系?
⑤當(dāng)VF1在100kHz時(shí),VF2為什么會(huì)出現(xiàn)失真?如何消除失真?
為方便大家一起討論,本文中的仿真電路原始工程文件,可在文末免費(fèi)獲取。
本文只是提出了問(wèn)題,并沒有回答。歡迎小伙伴們?cè)谖哪┝粞杂懻摗?/span>