作者:Patrick Zhang
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
正在写的书稿中谈到了开关的串联和并联,突然想为何不看看知乎上是如何讨论这个问题的,结果就发现了这个问题帖。
这个帖子的回答很简单。
我们首先来弄明白串联分压。我们来看图1:
图1:电阻分压的讨论
图1中有3个支路。根据并联电路电压处处相等可知,这3个支路的总电压就等于电源电压6V。
现在,我们按支路来计算各个电阻上的电压:
3个支路,每个电阻的阻值相同。第1支路上只有1个电阻,因此它的压降是6V;第2支路上有两个电阻串联,每个电阻的压降只有6V的一半,即3V;第3支路有3个电阻串联,所以它们的压降只有电源电压的1/3,即2V。
如果某支路的电阻有10个,并且它们的阻值都相同,那么它们各自的压降就等于:
我们再看并联分流。我们来看图2:
可见并联电阻越多,电流被分流得越厉害。
那么这些有什么实际用途呢?
我们来看图3:
图3:晶体管电路的输入级讨论
图3中,输入电压是Usr,如果不考虑基极电流Ib,则输入电压在电阻R1上产生了电流I1。
现在,我们把基极电流Ib考虑进去,我们发现,由于Ib的分流作用,流过电阻R1的电流变成I1-Ib,于是输入电压Usr必将发生改变。
然而,输入电压Usr是不能发生太大的改变的,否则会因为输入参量不准确致使输出参量不准确。
怎么办?
这里有一个原则,叫做1/10输入电流原则。它的意思是,若从节点A额外引出的电流小于或等于总电流的1/10,则节点A的电压基本不变。
由图3我们可以看到,若不计Ib,则 。现在把Ib考虑进去,并且Ib=I1/10,则输入电压Usr.new为:
如此一来,我们就可以让输入电压基本不变了。
在实际使用时,往往Ib远远小于I1,因此对输入电压的影响很小。
我们来看一个实例:若输入电压为0.8V,R1的阻值是10千欧,则I1=0.8/10=0.08mA。
我们取基极电流Ib为I1的1/10,则基极电阻Rb的取值为:
计算中,基射极间电压取0.6V,即晶体管处于放大态。
==================
通过这个例子我们看到,尽管在实际工作中的计算很复杂,但仔细推敲它们的原理,其实就是最初等的电路知识。可见,理解并会用串并联电压电流关系还是很重要的。