npn三极管实现任意电压调节


NPN三极管本身不能直接实现任意电压调节,但可以通过与其他元件组成电路来实现这一功能,常见的有利用NPN三极管构成的分压式射极跟随器电路和串联型稳压电路,以下为你详细介绍其原理、电路结构及优缺点:
分压式射极跟随器电路
电路结构
该电路主要由NPN三极管、分压电阻网络(通常由两个电阻
和 组成)、射极电阻 以及输入、输出端构成。输入电压 加在分压电阻网络的一端,分压后的电压作为三极管的基极偏置电压 。三极管的发射极通过电阻 接地,输出电压 从发射极取出。
电压调节原理
分压作用: 和 构成分压电路, ,通过改变 和 的阻值比例,可以调节基极偏置电压 。
射极跟随特性:由于三极管的发射极电压 近似等于基极电压 减去基极 - 发射极压降 ( 在硅管中约为0.6 - 0.7V),即 。当输入电压 在一定范围内变化时,三极管会自动调整其工作状态,使发射极电压跟随基极电压变化,从而实现输出电压 的调节。
优缺点
优点
输入阻抗高:该电路的输入阻抗较高,对前级电路的影响较小,能够较好地从前级电路获取信号。
输出阻抗低:输出阻抗低,带负载能力强,可以驱动一些对驱动能力有一定要求的负载。
缺点
调节范围有限:输出电压的调节范围受到基极 - 发射极压降 的限制,且当输入电压变化较大时,输出电压的稳定性会受到影响。
线性度问题:在大信号输入时,可能会出现非线性失真,影响输出电压的准确性。
串联型稳压电路
电路结构
串联型稳压电路主要由调整管(通常采用NPN大功率三极管)、基准电压源、比较放大器、取样电路以及过流保护电路等部分组成。输入电压
经过调整管后输出稳定的电压 ,取样电路从输出电压中取出一部分电压 ,与基准电压 进行比较,比较放大器将两者的差值进行放大,然后控制调整管的工作状态,从而实现对输出电压的调节。
电压调节原理
取样比较:取样电路将输出电压 按一定比例取样,得到取样电压 。基准电压源提供一个稳定的参考电压 。比较放大器对 和 进行比较,并输出一个控制信号。
调整管调节:控制信号加到调整管的基极,控制调整管的导通程度。当输出电压 升高时,取样电压 也随之升高,比较放大器输出的控制信号使调整管的基极电流减小,调整管的管压降增大,从而使输出电压 降低;反之,当输出电压 降低时,调整管的基极电流增大,管压降减小,输出电压 升高,实现输出电压的稳定调节。
优缺点
优点
输出电压稳定度高:通过闭环反馈控制,能够有效地抑制输入电压波动和负载变化对输出电压的影响,输出电压稳定度高。
调节范围宽:可以通过改变取样电路的分压比,在一定范围内灵活地调节输出电压的大小。
缺点
电路复杂:相对于分压式射极跟随器电路,串联型稳压电路的元件较多,电路结构较为复杂,设计和调试难度较大。
效率问题:调整管工作在线性放大区,管压降较大,导致电路的效率较低,特别是在输出电压较低、输出电流较大时,效率问题更为突出。
责任编辑:Pan
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