面包板衔接如图2所示。恣意波形发生器W1的输出衔接至Q1的基极端子。示波器输入1+(单端)也衔接至W1输出。集电极端子衔接至正极(Vp)电源。发射极端子衔接至2.2 kΩ负载电阻和示波器输入2+(单端)。负载电阻的另一端衔接至负极(Vn)电源。要丈量输入-输出差错,能够将2+衔接至Q1的基极,2–衔接至发射极,以显现示波器通道2的差值。

波形发生器装备为1 kHz正弦波,峰峰值起伏为4 V,偏移为0。示波器通道2的单端输入(2+)用于丈量发射极的电压。示波器装备为衔接通道1+以显现AWG发生器输出。在丈量输入-输出差错时,应衔接示波器的通道2,以显现2+和2–之间的差值。
从公式能够看出,要取得挨近1的增益,咱们能够增大RL或减小re。也能够看出,re是IE的函数,IE增大,re会减小。此外,从电路能够看出,IE与RL相关,假如RL增大,IE会减小。在简略的电阻负载发射极跟从器中,这两种效应彼此抵消。所以,要优化跟从器的增益,咱们需求找到能在不影响另一方的情况下下降re或增大RL的办法。假如从另一个视点来看跟从器,由于晶体管VBE自身的DC偏移,在预期的摆幅内输入和输出之间的差值应是稳定的。受简略的电阻负载RL影响,发射集电流IE会跟着输出上下摇摆而升高和下降。由于VBE是IE的指数函数,当IE的改变系数为2时,VBE的改变起伏约为18 mV(室温下)。以+2 V至–2 V的摆幅为例,最小IE = 2 V/2.2 kΩ或0.91 mA,最大IE = 6 V/2.2 kΩ或2.7 mA。VBE的改变起伏为28 mV。依据这些试验成果,咱们能从一个方面改进发射极跟从器。为了让放大器晶体管发射极电流固定不变,现在运用“ADALM2000试验:BJT电流镜”中的电流镜来代替发射极负载电阻。电流镜能在宽电压范围内获取较为稳定的电流。晶体管中这种较为稳定的电流会导致VBE适当稳定。从另一个视点来看,电流源中极高的输出电阻能够有用进步RL,但re坚持为电流设定的低值。

波形发生器装备为100 Hz三角波,峰峰值起伏为3 V,偏移为0。示波器通道2的单端输入(2+)用于丈量Q1的发射极的电压。示波器装备为衔接通道1+以显现AWG发生器输出。在丈量输入-输出差错时,应衔接示波器的通道2,以显现2+和2–之间的差值。
咱们此前评论的跟从器电路具有内置偏移–VBE。接下来运用的电路运用PNP发射极跟从器的VBE向上偏移来抵消NPN发射极跟从器的VBE向下偏移。
面包板衔接如图8和图9所示。函数发生器的输出衔接至PNP晶体管Q1的基极端子。Q1的集电极端子衔接至二极管NPN Q3,这是电流镜的输入。发射极端子衔接至电阻R1和NPN晶体管Q2的基极端子。示波器输入2+衔接至Q2的发射极和Q4的集电极。Q3和Q4的发射集衔接至负极(Vn)电源。为了完成最佳晶体管匹配,Q3和Q4运用SSM2212 NPN匹配对。

波形发生器装备为1 kHz正弦波,峰峰值起伏为4 V,偏移为0。示波器输入通道2设置为500 mV/div。


在简略的发射极跟从器驱动容性负载时,会发生一个问题。由于发射极电流仅受β乘以基极电流的约束,该倍数由驱动基极的信号源供给,因而输出的上升时间相对较快。下降时间或许慢的多,会受发射集电阻或电流源约束。
图11所示的电路在负载电流改变时,运用反应来调理发射极跟从器中的电流。拉动负极输出的电流能够到达N(NPN镜的增益)乘以PNP Q3的电流。为了完成最佳晶体管匹配,Q3和Q4运用SSM2220 PNP匹配对,Q5和Q6运用SSM2212 NPN匹配对(NPN电流镜增益为1)。添加第二个SSM2212,与Q5并联(以进步电流镜的增益)。

波形发生器装备为1 kHz正弦波,峰峰值起伏为4 V,偏移为0。示波器输入通道2设置为1 V/div。


改进发射极跟从器的另一种办法是经过负反应来下降有用re。能够经过添加第二个晶体管,经过增大开环增益来增大负反应因子,以此下降re。单个晶体管被一个反应对替代,后者向第一个晶体管的发射集供给100%电压反应。这个反应对一般被称为互补反应对。R2的值决议着能否完成超卓的线性度,这是由于它决议了晶体管Q1的IC,也决议了其集电极的负载。

波形发生器装备为1 kHz正弦波,峰峰值起伏为2 V,偏移为0。示波器输入通道2设置为1 V/div。


Doug Mercer于1977年结业于伦斯勒理工学院(RPI),获电子工程学士学位。自1977年参加ADI公司以来,他直接或直接贡献了30多款数据转换器产品,并具有13项专利。他于1995年被任命为ADI研究员。2009年,他从全职作业转型,并持续以声誉研究员身份担任ADI参谋,为“自动学习方案”撰稿。2016年,他被任命为RPI ECSE系的驻校工程师。
Antoniu Miclaus现为ADI公司的体系使用工程师,从事ADI教育项目作业,一起为Circuits from the Lab®、QA自动化和流程办理开发嵌入式软件。他于2017年2月在罗马尼亚克卢日-纳波卡加盟ADI公司。他现在是贝碧思鲍耶大学软件工程硕士项目的理学硕士生,具有克卢日-纳波卡科技大学电子与电信工程学士学位。 |