三極管放大電路設(shè)計(jì),參數(shù)計(jì)算及靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置方法

1、三極管放大電路設(shè)計(jì)，參數(shù)計(jì)算及靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置方法說(shuō)一下掌握三極管放大電路計(jì)算的一些技巧放大電路的核心元件是三極管，所以要對(duì)三極管要有一定的了解。用三極管構(gòu)成的放大電路的種類較多，我們用常用的幾種來(lái)解說(shuō)一下(如圖1)。圖1是一共射的基本放大電路，一般我們對(duì)放大路要掌握些什么內(nèi)容(1)分析電路中各元件的作用解放大電路的放大原理能分析計(jì)算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)理解靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置目的和方法。以上四項(xiàng)中，最后一項(xiàng)較為重要。RLUift圖1中，C1，C2為耦合電容，耦合就是起信號(hào)的傳遞作用，電容器能將信號(hào)信號(hào)從前級(jí)耦合到 后級(jí)，是因?yàn)殡娙輧啥说碾妷翰荒芡蛔?，在輸入端輸入交流信?hào)后，因兩端的電壓不能突變因輸出端

2、的電壓會(huì)跟隨輸入端輸入的交流信號(hào)一起變化, 從而將信號(hào)從輸入端耦合到輸出端。但有一點(diǎn)要說(shuō)明的是 , 電容兩端的電壓不能突變 , 但不是不能變。R1、R2為三極管V1的直流偏置電阻，什么叫直流偏置簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，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(guò)電阻來(lái)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(lái)

3、決定了。首先，我們要知道如何判別三極管的三種工作狀態(tài) ，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，判別工作于何種工作狀態(tài)可以根據(jù)Uce的大小來(lái)判別，Uce接近于電源電壓 VCC則三極管就工作于載止?fàn)顟B(tài),載止?fàn)顟B(tài)就是說(shuō)三極管基本上不工作，1c電流較小（大約為零）,所以R2由于沒(méi)有電流流過(guò),電壓接近0V,所以Uce就接近于電源電壓 VCC若Uce接近于0V,則三極管工作于飽和狀態(tài)，何謂飽和狀態(tài)就是說(shuō)，1c電流達(dá)到了最大值，就算lb增大,它也不能再增大了。以上兩種狀態(tài)我們一般稱為開(kāi)關(guān)狀態(tài)，除這兩種外，第三種狀態(tài)就是放大狀態(tài)，一般測(cè)Uce接近于電源電壓的一半。若測(cè)Uce偏向VCC則三極管趨向于載止?fàn)顟B(tài)，若測(cè)Uce偏向0V,則三極管趨

4、向于飽和狀態(tài)。理解靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置目的和方法放大電路 ， 就是將輸入信號(hào)放大后輸出 ，（ 一般有電壓放大 ， 電流放大和功率放大幾種 ， 這個(gè)不 在這討論內(nèi) ） 。先說(shuō)我們要放大的信號(hào) ， 以正弦交流信號(hào)為例說(shuō)。在分析過(guò)程中 ， 可以只考慮 到信號(hào)大小變化是有正有負(fù) ， 其它不說(shuō)。上面提到在圖 1 放大電路電路中 ， 靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置 為 Uce 接近于電源電壓的一半 ， 為什么這是為了使信號(hào)正負(fù)能有對(duì)稱的變化空間 ， 在沒(méi)有信號(hào)輸入的時(shí)候 ， 即信號(hào)輸入為 0， 假設(shè) Uc e為電源電壓的一半，我們當(dāng)它為一水平線，作為一個(gè)參考點(diǎn)。當(dāng)輸入信號(hào)增大時(shí)，則lb增大， lc電流增大，則電阻R2的電壓

5、U2=lcX R2會(huì)隨之增大，Uce=VCC-U2,會(huì)變小。U2最大理論上 能達(dá)到等于VCC,則Uce最小會(huì)達(dá)到0V,這是說(shuō)，在輸入信增加時(shí)，Uce最大變化是從1/2的V CC變化到0V.同理,當(dāng)輸入信號(hào)減小時(shí),則lb減小,Ic電流減小,則電阻R2的電壓U2=IcX R2會(huì)隨之減小， Uce=VCC-U2會(huì)變大。在輸入信減小時(shí),Uce最大變化是從1/2的VCC變化到VCC這樣，在輸 入信號(hào)一定范圍內(nèi)發(fā)生正負(fù)變化時(shí) ,Uce以1/2VCC為準(zhǔn)的話就有一個(gè)對(duì)稱的正負(fù)變化范圍 ， 所以一般圖1靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置為 Uce接近于電源電壓的一半。要把Uce設(shè)計(jì)成接近于電源電壓的一半，這是我們的目的，但如何

6、才能把Uce設(shè)計(jì)成接近于電源電壓的一半這就是的手段了。這里要先知道幾個(gè)東西 , 第一個(gè)是我們常說(shuō)的 lc、lb, 它們是三極管的集電極電流和基極電 流,它們有一個(gè)關(guān)系是lc= BX lb,但我們初學(xué)的時(shí)候，老師很明顯的沒(méi)有告訴我們，1c、lb 是多大才合適這個(gè)問(wèn)題比較難答 , 因?yàn)闋可娴臇|西比較的多 , 但一般來(lái)說(shuō) , 對(duì)于小功率管 , 一 般設(shè) lc 在零點(diǎn)幾毫安到幾毫安 , 中功率管則在幾毫安到幾十毫安 , 大功率管則在幾十毫安到 幾安。在圖1中,設(shè)lc為2mA則電阻R2的阻值就可以由 R=U/I來(lái)計(jì)算，VCC為12V,則1/2VCC為6 V,R2的阻值為6V/2mA,為3KQ。lc設(shè)定為

7、2毫安，則lb可由lb=lc/ B推出，關(guān)健是B的取 值了，B 一般理論取值 100,貝U lb=2mA/100=20#A,貝U R1=(VCC-0.7V)/lb=11.3V/20#A=56.5K Q ,但實(shí)際上，小功率管的B值遠(yuǎn)不止100,在150到400之間，或者更高，所以若按上面計(jì)算 來(lái)做,電路是有可能處于飽和狀態(tài)的 ,所以有時(shí)我們不明白 ,計(jì)算沒(méi)錯(cuò),但實(shí)際不能用 ,這是因 為還少了一點(diǎn)實(shí)際的指導(dǎo) , 指出理論與實(shí)際的差別。這種電路受 B 值的影響大 , 每個(gè)人計(jì)算 一樣時(shí) ,但做出來(lái)的結(jié)果不一定相同。也就是說(shuō) ,這種電路的穩(wěn)定性差 ,實(shí)際應(yīng)用較少。但如 果改為圖 2 的分壓式偏置電路

8、, 電路的分析計(jì)算和實(shí)際電路測(cè)量較為接近。在圖2的分壓式偏置電路中，同樣的我們假設(shè)Ic為2mA,Uce設(shè)計(jì)成1/2VCC為6V。則R1、R2、R3 R4該如何取值呢。計(jì)算公式如下：因?yàn)閁ce設(shè)計(jì)成1/2VCC為6V,則Ic X (R3+R4)=6V; IcIe。可以算出 R3+R4=3IK ,這樣,R3、R4各是多少一般R4取100Q ,R3為2.9K Q ,實(shí)際上R3我們一般直取2.7K Q ,因?yàn)镋24系列電阻中沒(méi)有 2.9KQ ,取值2.7K Q與2.9KQ沒(méi)什么大的區(qū)別。因?yàn)镽2兩端的電壓等于 Ube+UR4即0.7V+100QX 2mA=0.9V我們?cè)O(shè)Ic為2mA,3 一般理論取值 100,貝U lb=2mA/100=20#A,這里有一個(gè)電 流要估算的，就是流過(guò)R1的電流了，一般取值為Ib的10倍左右，取IR1200#A。則R1=11.1V /200#A 56KQ R2=0.9V(/200 - 20)#A=5KQ ;考慮到實(shí)際上的3值可能遠(yuǎn)大于100,所以R2的實(shí)際取值為 4.7K Q。這樣，R1、R2、R3 R4 的取值分別為 56KQ ,4.7K Q ,2.7K Q