共基极放大电路的频率特性好但是其输入阻抗低,具有难以使用的缺点,渥尔曼电路刚好能够很好的解决这个问题,下面总结渥尔曼电路的基本结构及设计方法。
- 基本结构
将晶体管或者mos管总想堆积起来,使一个三极管的集电极与另一个三极管的发射级连接,或者使源级和漏级连接,一个三极管的源级或者mos管的栅极直接交流接地,构成的组合叫做渥尔曼电路。具体的结构如下图所示。
在渥尔曼电路中,上面的三级管基极交流接地,则在其基极和发射级只有直流信号,交流信号为0,故,下面的三级管的增益为0,因为增益为0,所以没有发生共射级电路避免不了的密勒效应,电路的频率特性变好(取决于共基极接法所用的三级管的截止频率)。
通过以上的分析可知:共射级电路作为由vi使发射级电流变化的可变电流源而进行工作。
共射极电路构成的可变电流源+共基极电路=渥尔曼电路;
共基极电路正常工作的电流变化是由于集电极电阻上电压降不同而人造成的,而集电极上电压降却绝育集电极电流的变化,而集电极电流的变化取决于基极输入电流的变化。
二.实际电路分析思路
电压增益 | 10倍 |
最大输出电压 | 5Vp-p |
频率特性 | 在高频端尽可能能扩展 |
输入阻抗 | 10千欧以上 |
输出阻抗 | 任意 |
- 确定电源电压:共射级电源电压为最大输出电压加上发射级电阻上面的压降稍微大一点的值。在渥尔曼电路中,要考虑三极管的压降,则需要的电压更大。
- 共射级放大电路的选型一样,Vcbo和Vceo的值应该小于电源电压15V;
- 工作点的确定:工作点的确定要考虑Cob(Cbc),其大小与Vcb之间呈现一定的关系,共射级电路中为了提高放大电路的频率特性,因为密勒效应要尽量减小Cob的大小,虽然渥尔曼电路中不发生密勒效应,但是仍然以小电容设计为原则,综合考虑,Vcb应该大于2V。射级电流为0.1mA至数mA,此时确定为2mA。
- 确定增益的电阻:Vc2的值位于Vcc和Ve2的中间,且假设Vce1=3V,可以确定Rc,再根据放大倍数确定Re和射级的另一个电阻。
- 共射级放大电路偏置电路的设计:和共射级放大电路的设计方法一样,要求基极电流小于流动电流的10倍以上。输入阻抗也确定了。。。
- 共基极放大电路偏置电路的设计:要求基极电流小于流动电流的10倍以上即可。其他条件均为已知量,直接计算即可。
- 电容的选取:小电容大电容组合实现从低频到高频的滤波。
此电路不好用,暂时未找到原因,但渥尔曼电路的设计原理是正确的。
三.渥尔曼自举电路
在电子线路中,将由自身的力量干些什么或者将自身抬高的电路叫做自举电路。
为了保证共射级电路中的三级管工作在恒定的状态(工作点稳定),即集电极发射级电位不发生变化,Hef保持恒定,使用下面的方法组成渥尔曼自举电路。