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跟隨器

鎖定
跟隨器分為電壓跟隨器電流跟隨器,跟隨器是一種電子線路。理想的電壓跟隨器應具有輸入阻抗R1v趨於無窮大、輸出阻抗Rov = 0和正向電壓傳輸係數Av=1三個基本特徵。射極輸出器就是一種非常接近理想特徵,具有工程應用價值的電壓跟隨器。 [1] 
中文名
跟隨器
外文名
Follower
定    義
跟隨器是一種電子線路
特    性
輸入阻抗高,而輸出阻抗低
用    途
緩衝級及隔離級

跟隨器定義

跟隨器是一種電子線路,其輸出信號基本等同於輸入信號,但提高了帶負載能力,廣泛存在於各類電子線路中。
射極輸出器之所以能成為電壓跟隨器,就是因為放大電路中存在100%的電壓串聯負反饋。而要使放大電路成為電流跟隨器,就應該在放大電路中存在100%的電流並聯負反饋 [1] 

跟隨器電壓跟隨器

跟隨器原理

電壓跟隨器,顧名思義,就是輸出電壓與輸入電壓是相同的,就是説,電壓跟隨器的電壓放大倍數恆小於且接近1 [2] 

跟隨器特性

電壓跟隨器的顯著特點就是,輸入阻抗高,而輸出阻抗低,一般來説,輸入阻抗要達到幾兆歐姆是很容易做到的。輸出阻抗低,通常可以到幾歐姆,甚至更低 [2] 

跟隨器用途

在電路中,電壓跟隨器一般做緩衝級及隔離級。因為,電壓放大器的輸出阻抗一般比較高,通常在幾千歐到幾十千歐,如果後級的輸入阻抗比較小,那麼信號就會有相當的部分損耗在前級的輸出電阻中。在這個時候,就需要電壓跟隨器來從中進行緩衝。起到承上啓下的作用。應用電壓跟隨器的另外一個好處就是,提高了輸入阻抗,這樣,輸入電容的容量可以大幅度減小,為應用高品質的電容提供了前提保證 [2] 
電壓跟隨器的另外一個作用就是隔離,在HI-FI電路中,關於負反饋的爭議已經很久了,其實,如果真的沒有負反饋的作用,相信絕大多數的放大電路是不能很好的工作的。但是由於引入了大環路負反饋電路,揚聲器的反電動勢就會通過反饋電路,與輸入信號疊加。造成音質模糊,清晰度下降,所以,有一部分功放的末級採用了無大環路負反饋的電路,試圖通過斷開負反饋迴路來消除大環路負反饋的帶來的弊端。但是,由於放大器的末級的工作電流變化很大,其失真度很難保證 [2] 
電壓跟隨器的作用達到更好應用,把電路置於前級和功放之間,可以切斷呀揚聲器的反電動勢對前級的干擾作用,使音質的清晰度得到大幅度提高 [2] 

跟隨器電流跟隨器

跟隨器原理

電流跟隨器實際上就是BJT基極接地(CB)的一種放大電路。因為這種接法的直流電流增益接近1(總小於1),即無電流增益,則輸出電流近似等於輸入電流,故稱這種基極接地的工作組態為電流跟隨器 [3] 

跟隨器特性

這種基本組態雖然沒有電流增益,但是由於其輸出電阻很高(因為共基極組態的輸出電流基本上不受Early效應的影響),則存在一定的電壓增益;並且其頻率響應特性較好(因為集電結電容不是密勒電容),所以在某些放大電路中仍然被廣泛採用着 [3] 

跟隨器用途

隔離、長距離控制,由於長距離控制存在很大的線路阻抗損耗,用電壓源會造成控制終端電壓因損耗過低,用電流源就可以很好解決 [3] 
根據四端網絡理論,一個放大器的輸入與輸出間的正向轉換關係無非是下列四種形式。
電壓一電壓轉換器,即電壓控制電壓源,常用符號vcvs表示,其傳輸函數為電壓放大係數,電路特點是輸人阻抗高和輸出阻抗低。一般電壓放大器屬此類型 [1] 
電流一電流轉換器,即電流控制電流源,常用符號CCCS表示。其傳輸函數稱為電流放大係數,電路特點是輸人阻抗低和輸出阻抗高。一般電流放大器屬此類型 [1] 
電壓一電流轉換器,即電壓控制電流源,常用符號VCCS表示。其傳輸函數為跨導,電路特點是輸人阻抗和輸出阻抗均高。近年來發展很快的跨導放大器屬此類型 [1] 
電流一電壓轉換器,即電流控制電壓源,常用符號CCVS表示。其傳輸函數為互阻抗,電路特點是輸人和輸出阻抗均低。互阻抗放大器屬此類型 [1] 
有了相互對偶的電壓跟隨器和電流跟隨器之後,可以根據信號源阻抗、負載阻抗和信號傳送時的周圍環境等因素,選擇一種由它們組成的最有利的配置(configuration)對信號進行放大或傳送。四种放大器的V.F和C. F.配置。國外已有由運放器組成的V. F.和C.F.單片集成電路,且四种放大器的傳輸函數僅取決於一個或兩個外接電阻,故使用極為方便 [1] 
參考資料
  • 1.    林敏.論電壓跟隨器與電流跟隨器的對偶性:《哈爾濱商業大學學報(自然科學版)》 , ,1994 (4) :20-24
  • 2.    謝直山 , 何自成.測量設備中的電壓跟隨器:《電測與儀表》,1981 (1):32-36
  • 3.    姜田華.論電流跟隨器:《電子產品維修與製作》,1998 (7) :18-19