為什么叫源極跟隨器 源極跟隨器的作用和特點(diǎn)

為什么叫源極跟隨器

源極跟隨器（Source Follower）是一種常見的放大電路，也被稱為電壓跟隨器或共射跟隨器。它的名稱源自其特性：輸出跟隨輸入電壓（也就是源極電壓）。

源極跟隨器的基本結(jié)構(gòu)包括一個(gè)NPN晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管的晶體管（BJT或FET）和負(fù)載電阻。輸入信號(hào)作用在晶體管的基極或柵極上，而輸出信號(hào)則從晶體管的源極（對(duì)于BJT）或漏極（對(duì)于FET）處獲得。

名稱“源極跟隨器”有以下幾個(gè)原因：

1. 源極電壓跟隨輸入電壓：源極跟隨器的輸出電壓幾乎等于其輸入電壓，因此可以說(shuō)輸出電壓緊跟著輸入電壓的變化，跟隨器起到輸入電壓的驅(qū)動(dòng)作用。

2. 源極電流跟隨輸入電流：源極跟隨器的輸出電流幾乎等于其輸入電流，輸入信號(hào)的電流變化會(huì)被跟隨器的輸出電流所反映。

3. 源極是信號(hào)源：在某些電路中，源極跟隨器的輸入電壓直接提供給下游電路作為信號(hào)源，因此它作為信號(hào)源的功能可以從它的名稱中推斷出來(lái)。

圖所示為公漏極（源極跟隨器）放大電路。其工作原理與射極跟隨器相似。具有輸入阻抗特別高、輸出阻抗低、電壓放大倍數(shù)近似為1的特點(diǎn)。在測(cè)量?jī)x器的輸入端，常采用場(chǎng)效應(yīng)晶體管源極跟隨器作阻抗變換。

源極跟隨器的特點(diǎn)

源極跟隨器（Source Follower）具有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)：

1. 增益?。涸礃O跟隨器的電壓增益接近于1，即幾乎沒(méi)有電壓放大作用。這是因?yàn)檩敵鲭妷焊S輸入電壓，所以當(dāng)輸入電壓變化時(shí)，輸出電壓也會(huì)相應(yīng)變化，但幅度上幾乎不會(huì)有放大。

2. 噪聲?。河捎谠礃O跟隨器的輸入電阻相對(duì)較高，輸出電阻相對(duì)較低，噪聲會(huì)被分壓和阻尼。因此，源極跟隨器通常具有較低的噪聲水平。

3. 輸入-輸出阻抗匹配：源極跟隨器具有較低的輸出阻抗和較高的輸入阻抗。這種阻抗特性使其能夠在電路之間提供良好的匹配，減少信號(hào)的失真和反射。

4. 高電流傳遞能力：源極跟隨器可以提供較大的輸出電流，因?yàn)樗妮敵鲭娏鲙缀醯扔谳斎腚娏?。這使得它可以驅(qū)動(dòng)相對(duì)較大的負(fù)載。

5. 高穩(wěn)定性：源極跟隨器具有較好的溫度穩(wěn)定性和較低的漂移。這是因?yàn)槠涔ぷ鼽c(diǎn)主要由源極電壓控制，源極電壓在許多情況下相對(duì)穩(wěn)定。

源極跟隨器也有一些限制。例如，它的電壓增益較小，不能實(shí)現(xiàn)較大的電壓放大。此外，由于其工作原理，源極跟隨器的輸出電壓會(huì)降低一個(gè)晶體管的閾值電壓。

源極跟隨器的作用

源極跟隨器（Source Follower）在電路中有多種應(yīng)用和作用，主要包括以下幾個(gè)方面：

1. 緩沖放大器：源極跟隨器作為緩沖放大器使用時(shí)，可以將輸入信號(hào)的電壓跟隨并放大到較低的輸出阻抗，以提供一個(gè)能夠驅(qū)動(dòng)后續(xù)電路的穩(wěn)定信號(hào)源。

2. 信號(hào)隔離器：通過(guò)源極跟隨器，輸入信號(hào)的電壓驅(qū)動(dòng)源極電流，從而在輸出端產(chǎn)生與輸入信號(hào)相關(guān)的電流，實(shí)現(xiàn)電壓到電流的轉(zhuǎn)換。這種電流輸出特性可以用于信號(hào)隔離和驅(qū)動(dòng)要求較高電流的電路。

3. 電壓級(jí)移器：源極跟隨器可以將輸入信號(hào)的電壓級(jí)別移動(dòng)到較低的電壓范圍，例如將高電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為低電平信號(hào)。這在某些電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)中是非常有用的。

4. 阻抗轉(zhuǎn)換器：源極跟隨器的輸入阻抗相對(duì)較高，輸出阻抗相對(duì)較低，因此它可以用作阻抗轉(zhuǎn)換器，將高阻抗的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為低阻抗的信號(hào)輸出，以匹配不同電路之間的阻抗。

5. 運(yùn)算放大器的電平平移：在某些運(yùn)算放大器電路中，源極跟隨器可以用作輸入級(jí)別移動(dòng)器，將輸入信號(hào)的電平移動(dòng)到更適合運(yùn)算放大器的輸入范圍內(nèi)。

源極跟隨器作為一種常見的放大電路，在電子設(shè)備和電路設(shè)計(jì)中具有廣泛的應(yīng)用。它可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的緩沖放大、電平轉(zhuǎn)換、阻抗匹配和信號(hào)隔離等功能。

源極跟隨器基本原理

源極跟隨器的基本原理是利用晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管的工作特性，實(shí)現(xiàn)輸入電壓與輸出電壓的跟隨關(guān)系。

以晶體管為例，源極跟隨器的基本原理如下：

1. 輸入信號(hào)作用于晶體管的基極，通過(guò)基極電流驅(qū)動(dòng)晶體管的放大作用。

2. 當(dāng)輸入信號(hào)的電壓增加時(shí)，基極電流也相應(yīng)增加。在NPN晶體管中，基極電流會(huì)導(dǎo)致集電極電流的增加。

3. 增加的集電極電流會(huì)通過(guò)晶體管的放大作用，導(dǎo)致晶體管中的PN結(jié)（發(fā)射結(jié)）的電流也增加。這個(gè)電流通過(guò)晶體管的發(fā)射極，由負(fù)載電阻來(lái)接收。

4. 負(fù)載電阻會(huì)將通過(guò)晶體管的發(fā)射極流過(guò)的電流轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的輸出電壓。由于負(fù)載電阻相對(duì)較低，輸出電壓可以近似等于集電極電壓，即源極電壓。

源極跟隨器的基本原理是，輸入信號(hào)通過(guò)晶體管的放大作用，驅(qū)動(dòng)輸出電流流過(guò)負(fù)載電阻，產(chǎn)生與輸入電壓相近的輸出電壓。輸出電壓幾乎與輸入電壓一致，所以可以說(shuō)輸出信號(hào)跟隨輸入信號(hào)的變化。相比于輸入端，輸出端具有較低的阻抗，可以提供較大的輸出電流。

審核編輯：黃飛