原文來自公眾號：工程師看海

以前寫過一篇文章，介紹自舉電路在BUCK電源的應(yīng)用，驅(qū)動高邊MOS

https://www.dianyuan.com/eestar/article-2127.html

反饋不錯，今天再來介紹下自舉電路增加輸入阻抗的原理，喜歡的同學(xué)記得點贊、轉(zhuǎn)發(fā)，多多支持！

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獲取自舉電路仿真文件

1 輸入阻抗的計算方法

我們從最簡單的電路開始一點一點分析，先定義一下輸入阻抗的計算過程。我們可以粗略的把負(fù)載作為一個黑盒子來對待，所謂的輸入阻抗，就是計算輸入到這個黑盒子的電壓與電流的比值，比如下圖，輸入阻抗R=Vin/Iin。

2 從最簡單的射極跟隨器說起

下圖是一個射極跟隨器，就是輸出Vo=Vin（暫時不考慮三極管B極和E極之間的壓降）。

那么它的輸入阻抗是多少呢？

假設(shè)基極B有一個變換量△Vb，則在發(fā)射極E也有一個相應(yīng)的變換量△Ve，而且二者接近相等，即

△Vb=△Ve

發(fā)射極電流的變化量是，

△Ie = △Vb/Ro,

三極管放大倍數(shù)為β，則基極B電流變化量

備注：Ie = Ib + Ic = Ib + βIb=（1+β）Ib

輸入阻抗為：

三極管放大倍數(shù)β很大，一般取100，所以Rin很大，這是它的優(yōu)點，我們都希望輸入阻抗大一些。

其實，我們可以簡化分析過程，對于跟隨器，Vin=Vb=Ve，則流過基極B的電流變化為

電流很小，因此其阻抗是很大的，這個分析思路后面還會借鑒。

然而這個射極跟隨器它有一個巨大的缺點，該電路沒有偏執(zhí)，輸出會有失真。

我們看下他的輸入和輸出波形，紅色是輸入，藍(lán)色是輸出，藍(lán)色峰值電壓略低于紅色輸入，這主要是三極管BE之間的壓降引起的，我們不考慮這個壓差。最大問題是藍(lán)色沒有負(fù)電壓，只有半波，失真了，沒有起到跟隨器的作用，因此，我們引入了分壓式放大電路，來解決這個失真問題。

3 分壓式共射放大電路

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分壓式共射放大電路全稱是分壓式負(fù)反饋共射放大電路，引入分壓式放大電路，提供一個直流偏執(zhí)后失真就好很多了，R4，R3構(gòu)成偏執(zhí)電路，使得輸出波形在直流基礎(chǔ)之上擺動，避免了負(fù)電壓失真。

從示波器輸出波形可以看到，輸出基本跟隨輸入，只有一點相位延遲，并沒有發(fā)生失真。

然而這個電路有個稍微不足的地方，那就是輸入阻抗低，它的輸入阻抗是多少呢？

對于交流信號，交流輸入阻抗是R3并R4，大約只有5K，比單純一個三極管少了不是一點點。這就是他阻抗低的原因，因此可以引入我們今天的主角：

自舉電路增加輸入阻抗！

鋪墊了這么久終于到今天的主角了！

4 分壓式共射放大電路與自舉電路

這個電路又進化了，有人引入了自舉電路。R1與C1構(gòu)成自舉電路，C1的存在使得其對交流通路而言阻抗小很多，可以認(rèn)為C1兩端對于交流而言是短路狀態(tài)，其結(jié)果就導(dǎo)致Vb=Ve，作為射極跟隨器使用。

則流過電阻R1的電流：

則

因此其輸入阻抗是非常大的，這就是自舉電路增加輸入阻抗的思想。

上面討論的是分立的三極管，那么對于集成運放又是怎么做的呢？

5 運放與自舉電路

對于運放而言，我們就不仿真了，其實原理都是一樣的，下圖是同向放大，輸入阻抗很簡單：

R=R4+R5，(比反向放大輸入阻抗小很多)

下面是加入自舉電路后的同向放大，C1對于交流而言阻抗是非常小的，所以Vc=Vn,

R4兩端的電流：

又因為運放的虛短虛斷，Vn=Vp=Vin，所以上式變?yōu)?/p>

所以流過R4的電流近似為0，其輸入阻抗為無窮大，其輸入阻抗由普通的同向放大的R4+R5，變?yōu)楝F(xiàn)在的無窮大

Rin=Vin/Ir4=∞

以上就是自舉電路增加輸入阻抗的分析。

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