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Rexroth力士樂(lè)放大器的構(gòu)成中,發(fā)射極是一個(gè)至關(guān)重要的部分,它在整個(gè)放大電路中扮演著特殊的角色,對(duì)放大器的性能起著決定性作用。從結(jié)構(gòu)上看,發(fā)射極是晶體管的一個(gè)重要電極,通常由摻雜濃度較高的半導(dǎo)體材料制成。以常見(jiàn)的NPN型晶體管為例,發(fā)射極區(qū)域含有大量的多數(shù)載流子(電子),這些高濃度的載流子為后續(xù)的電流傳輸和放大過(guò)程提供了充足的“資源”。
發(fā)射極的主要功能是向基區(qū)注入載流子。當(dāng)在發(fā)射結(jié)(發(fā)射極與基極之間的PN結(jié))加上正向偏置電壓時(shí),發(fā)射極的多數(shù)載流子就會(huì)克服PN結(jié)的阻擋,源源不斷地注入到基區(qū)。對(duì)于NPN型晶體管,大量電子從發(fā)射極流入基區(qū);而對(duì)于PNP型晶體管,則是大量空穴從發(fā)射極注入基區(qū)。這種載流子的注入是晶體管實(shí)現(xiàn)放大功能的起始步驟,如同為整個(gè)放大電路的“水流”提供了源頭。
在放大器的放大過(guò)程中,發(fā)射極注入的載流子數(shù)量直接影響著放大器的放大倍數(shù)。當(dāng)輸入信號(hào)作用于基極-發(fā)射極回路時(shí),會(huì)引起基極電流的微小變化,而發(fā)射極注入到基區(qū)的載流子數(shù)量會(huì)隨著基極電流的變化而相應(yīng)改變。由于基區(qū)很薄且摻雜濃度較低,注入到基區(qū)的載流子只有很少一部分會(huì)與基區(qū)的少數(shù)載流子復(fù)合形成基極電流,絕大部分載流子會(huì)繼續(xù)向集電極漂移。這就使得集電極電流的變化量遠(yuǎn)大于基極電流的變化量,從而實(shí)現(xiàn)了電流放大。發(fā)射極注入載流子的效率越高,這種放大效果就越顯著。
例如在一個(gè)音頻功率放大器中,微弱的音頻電信號(hào)輸入到基極-發(fā)射極回路,發(fā)射極會(huì)根據(jù)基極信號(hào)的變化,精準(zhǔn)地調(diào)整注入到基區(qū)的載流子數(shù)量。隨著基極電流的微小波動(dòng),發(fā)射極注入的載流子數(shù)量也隨之改變,進(jìn)而引起集電極電流較大幅度的變化,經(jīng)過(guò)后續(xù)電路的處理,最終輸出足夠功率的音頻信號(hào),驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。
發(fā)射極的特性還對(duì)Rexroth力士樂(lè)放大器的其他性能指標(biāo)有著重要影響。發(fā)射極電阻可起到穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的作用。當(dāng)溫度等外界因素發(fā)生變化時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致晶體管的參數(shù)發(fā)生改變,進(jìn)而影響放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)。而發(fā)射極電阻能夠通過(guò)自身的負(fù)反饋?zhàn)饔?,自?dòng)調(diào)節(jié)發(fā)射極電流,從而穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn),保證放大器在不同環(huán)境條件下都能正常工作。
此外,發(fā)射極的輸出特性還會(huì)影響放大器的頻率響應(yīng)。如果發(fā)射極的高頻特性不佳,那么在高頻信號(hào)輸入時(shí),注入載流子的響應(yīng)速度可能跟不上信號(hào)的變化,導(dǎo)致放大器對(duì)高頻信號(hào)的放大能力下降,出現(xiàn)信號(hào)失真等問(wèn)題。因此,在設(shè)計(jì)和選擇晶體管用于放大器時(shí),發(fā)射極的高頻特性也是需要重點(diǎn)考慮的因素之一。