三極體放大電路設計步驟詳解
1
分析設計要求
電壓增益可以用於計算電壓放大倍數;最大輸出電壓可以用於設定電源電壓。
輸出功率可以用於計算髮射極電流;在選擇電晶體時需要注意頻率特性。
2
確定電源電壓
在第一個圖中我們觀察到最大輸出電壓幅值為5V,三極體輸出電壓幅度由Vc極電壓決定,而Vc端的電壓要設定為電源電壓的1/2左右。
在這裡我們設定為電源電壓為15V,為了使訊號正負能有對稱的變化空間,在沒有訊號輸入的時候,即訊號輸入為0,假設Uce為電源電壓的一半,我們當它為一水平線,作為一個參考點。
當輸入訊號增大時,則Ib增大,Ic電流增大,則電阻R2的電壓U2=Ic×R2會隨之增大,Uce=VCC-U2,會變小。U2最大理論上能達到等於VCC,則Uce最小會達到0V,這是說,在輸入信增加時,Uce最大變化是從1/2的VCC變化到0V。
同理,當輸入訊號減小時,則Ib減小,Ic電流減小,則電阻R2的電壓U2=Ic×R2會隨之減小,Uce=VCC-U2,會變大。在輸入信減小時,Uce最大變化是從1/2的VCC變化到VCC。這樣,在輸入訊號一定範圍內發生正負變化時,Uce以1/2VCC為準的話就有一個對稱的正負變化範圍。
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用三極體需要考慮的問題
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耐壓夠不夠
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負載電流夠不夠大
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速度夠不夠快(有時卻是要慢速)
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B極控制電流夠不夠
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有時可能考慮功率問題
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有時要考慮漏電流問題(能否“完全”截止)
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一般都不怎麼考慮增益(通常沒有對此引數要求很高)
4
確定發射極電流Ie
根據發射極的頻率特性與發射極的頻率特性關係。小訊號共發射極的發射極的電流大小為0.1到數毫安。
5
確定Rc和Re的值
通常Vce設定為VCC的一半,Vce=Ic*(Rc+Re),Rc和Re跟放大倍數有關。
6
確定基極偏置電路R1和R2的值
我們已知Ic值,由Ic=β*Ib(β一般取100 ),然後估算流過R1的電流值,一般取值為Ib的10倍左右。計算R1和R2。R1、R2為三極體V1的直流偏置電阻,什麼叫直流偏置?
簡單來說,做工要吃飯。要求三極體工作,必先要提供一定的工作條件,電子元件一定是要求有電能供應的了,否則就不叫電路了。在電路的工作要求中,第一條件是要求要穩定,所以,電源一定要是直流電源,所以叫直流偏置。
為什麼是通過電阻來供電?電阻就象是供水系統中的水龍頭,用調節電流大小的。所以,三極體的三種工作狀態“載止、飽和、放大”就由直流偏置決定,也就是由R1、R2來決定了。
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確定耦合電容C1和C2
C1與輸入阻抗,C2與連線在輸出端的負載電阻分別形成高通濾波器。要經過計算中心頻率勁兒得到C1和C2的值。
C1、C2為耦合電容,耦合就是起訊號的傳遞作用,電容器能將訊號訊號從前級耦合到後級,是因為電容兩端的電壓不能突變,在輸入端輸入交流訊號後,因兩端的電壓不能突變因,輸出端的電壓會跟隨輸入端輸入的交流訊號一起變化,從而將訊號從輸入端耦合到輸出端。
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