如何設(shè)計(jì)一個三極管放大電路

01

分析設(shè)計(jì)要求

電壓增益可以用于計(jì)算電壓放大倍數(shù)；

最大輸出電壓可以用于設(shè)置電源電壓。

輸出功率可以用于計(jì)算發(fā)射極電流；

在選擇晶體管時需要注意頻率特性。

02

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，三極管輸出電壓幅度由Vc極電壓決定，而Vc端的電壓要設(shè)置為電源電壓的1/2左右。

在這里我們設(shè)置為電源電壓為15V，為了使信號正負(fù)能有對稱的變化空間，在沒有信號輸入的時候，即信號輸入為0，假設(shè)Uce為電源電壓的一半，我們當(dāng)它為一水平線，作為一個參考點(diǎn)。

當(dāng)輸入信號增大時，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(dá)到等于VCC，則Uce最小會達(dá)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(dāng)輸入信號減小時，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，在輸入信號一定范圍內(nèi)發(fā)生正負(fù)變化時，Uce以1/2VCC為準(zhǔn)的話就有一個對稱的正負(fù)變化范圍。

03

選擇晶體三極管

用三極管需要考慮的問題：

1)耐壓夠不夠

2)負(fù)載電流夠不夠大

3)速度夠不夠快(有時卻是要慢速)

4)B極控制電流夠不夠

5)有時可能考慮功率問題

6)有時要考慮漏電流問題(能否“完全”截止)。

7)一般都不怎么考慮增益(我的應(yīng)用還沒有對此參數(shù)要求很高)

04

確定發(fā)射極電流le

根據(jù)發(fā)射極的頻率特性與發(fā)射極的頻率特性關(guān)系。小信號共發(fā)射極的發(fā)射極的電流大小為0.1到數(shù)毫安。

05

確定Rc和Re的值

通常Vce設(shè)定為VCC的一半，Vce=Ic*(Rc+Re)，Rc和Re跟放大倍數(shù)有關(guān)。

06

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 )，然后估算流過R1的電流值，一般取值為Ib的10倍左右。計(jì)算R1和R2。

R1、R2為三極管V1的直流偏置電阻,什么叫直流偏置？簡單來說，做工要吃飯。要求三極管工作，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(yīng)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(wěn)定，所以電源一定要是直流電源，所以叫直流偏置。

為什么是通過電阻來供電？電阻就象是供水系統(tǒng)中的水龍頭，用調(diào)節(jié)電流大小的。所以，三極管的三種工作狀態(tài)“載止、飽和、放大”就由直流偏置決定，在圖1中也就是由R1、R2來決定了。

07

確定耦合電容C1和C2

C1與輸入阻抗，C2與連接在輸出端的負(fù)載電阻分別形成高通濾波器。要經(jīng)過計(jì)算中心頻率勁兒得到C1和C2的值。

C1、C2為耦合電容，耦合就是起信號的傳遞作用，電容器能將信號信號從前級耦合到后級，是因?yàn)殡娙輧啥说碾妷翰荒芡蛔?，在輸入端輸入交流信號后，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信號一起變化，從而將信號從輸入端耦合到輸出端。但有一點(diǎn)要說明的是，電容兩端的電壓不能突變，但不是不能變。