如何设计三极管放大电路?
设计放大电路
分压式串联负反馈放大电路
可以看下面这个视频 , 讲得更加详细
366-单管放大电路偏置电阻的计算，看完自己也会设计一个_哔哩哔哩_bilibili
计算流过电阻Rb2的电流过程中,工程当中常发现Rb2上的电流是Ib的5倍 , 因此由基尔霍夫电流定律也能知道流过Rb1的电流是Ib加上Ib2 , 以此计算出两个分压电阻的值得到我们想要的结果
一般来讲基级电压源都是不会添加的 , 通常采用这种分压的方式调控B级的电压和电流 , 一方面这样子能够减小干扰 , 另一方面 , 这样子能够少添加一个电源 , 在实际的工程中能够减少麻烦
具体设计可以看看系列视频
简单几步就可以确定放大电路外围元件，放大电路的设计（3）_哔哩哔哩_bilibili
共射放大电路
直流时计算比较简单 , 这里略过
具体元件取值设计:
Re设计
由于三极管的温漂作用 , 我们通常将发射级电位设置为1V以上时才能比较好的抑制温漂作用
Rc与Re设计
根据需要的电压放大倍数来确定Rc与Re的比值 , 而对于Rc的值来讲我们最好将Vc设置在Vcc与Ve的中间值 , 这样就能够确定Rc的值
对于Rc与Re的值 , 如果说Rc的值太大了 , 在Rc上的压降就大 , 输出的幅值靠近甚至超过最大值 , 那么输出波形将会被削去下方的波形 , 如果太小了又会被削去上面的波形(共射的放大电路的输出是与输入的波形相位相差180度的)
对于R1与R2两个基级偏置电阻
一般来讲 , 我们要将R1与R2上的电流设置得大到IB可以被忽略的地步
怎样可以忽略呢?那就是R1R2上的电流大于10倍的基级电流(也就是比IB大10倍以上)
这样就能确定出R1与R2两个分压电阻的值
对于IB的值可以由要求的Ic的值通过直流放大倍数hFE来确定
这个值大于10倍的IB是比较好的
对于两个耦合电容的取值
C1与输入电阻 , C2与输出端负载共同组成了高通滤波器
计算公式为fC = 1/2πRC也就是低于这个频率的信号是不能够通过的 , 设计时如果将电容的值设置的太小 , 那么就会导致放大电路的高频特性不够好
交流时的放大倍数:
基本上就只和Rc和Re的值相关 , Rc与Re的比值可以估算放大倍数.
设计放大电路考虑输出电压峰峰值 , 电压增益 , 频率特性 , 输入输出阻抗
晶体管的选择:
高频还是低频 , 小功率还是大功率的.噪声特性好的还是差的.
集电极基级最大承受电压 , 集电极发射级最大承受电压
集电极的损耗的计算 , 电源电压减去RE上的压降 , 减去Vc计算出在三极管上的压降乘上IC就是耗散功率 , 会让三极管发热
继续加大放大倍数的措施?
当然有了 , 那就是在三极管的发射级电阻上并上一个电容 , 或者将Re分开 , 只并其中一个电阻
原理:这样子就是为交流通路提供了一个另一条路不用通过Re了 , 也就是在交流时的Rc/Re减小了 , 前面说过三极管的放大倍数主要就是由此两电阻确定的 因此就能够提升放大倍数
射级跟随器
特点:
输入阻抗高 , 输出阻抗低
电压放大倍数:基本为一
电流放大倍数:存在
输入与输出的相位相同 , 基本上电压就是跟随着输入的 , 不管负载怎么变化 , 输出都是不会变化的
作用:
中间级或是输出级
作为中间级能够隔离两个电路
作为输出级又能够实现输出电阻小 , 带载能力强的优点
电路上的设计:
此电路没有电阻Rc了,因为我们的输出是在射级进行输出 , 因此只需要Re即可 , 同时Re也起到了稳定Q点的作用,设计电路时根据直流与交流量分别设计
具体元件设计:
参考共射放大电路的设计
为什么稳呢?
主要是射级电位是由基级决定的 , 只要基级稳定 , 那发射级也就稳定,因此不管你的负载如何变化 , 我的输出都是稳定的
输出电阻就是Re , 负载就是接进去的负载
设计电压跟随器
电源的选择:
没有电阻Rc , 因此只需要一点点比输出电压的峰峰值高一点即可 , 但是当我们需取出大电流(数百毫安级别)的时候 , 我们还需要考虑到饱和压降的问题 , 此时就需要再次增大Vcc的值了
晶体管选择:
最大电流:
集电极---基级之间的电压
集电极---发射级之间的电压
晶体管损耗计算:
Pc = VCE*IE(耗散功率)--->要选一个大于这个功率的
VCE是管压降 , 在确定电源电压,与基级电压的取值之后计算出来的值
偏置电路的设计:
基级分压电阻的设计 , 取决于基极电压
输入输出电容的确定:
主要是计算出电阻与电容所组成的滤波器的截止频率是什么 , 利用如下公式计算
其中的R是计算输入输出的电阻 , 计算出来的频率是低于这个频率不能输出的信号
看电阻与电容组成的是高通滤波器还是低通滤波器
电容在前面的是高通滤波器 , 在后面是低通滤波器
去耦电容:
输出负载加重时:
注意输入的电流 , 因为电流只有这么多全部给到负载上再乘上2就是这个电路输入电源的峰峰值
计算输入输出阻抗
方法:串联电阻进行计算 , 输入端串联(求输入电阻) , 输出端串联(求输出电阻)
饱和失真(底部失真的方法):----->增大Rc , Ic
截止失真(顶部失真的方法):----->减小Rc , 减小VB