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[操作系统]三极管各参数如何选取问题(共射极放大电路)


  推荐一本不错的书籍,《电子设计从零开始》(杨欣)。通读此书,通俗易懂,还结合multisim进行仿真验证。对本科阶段的模电书籍是一种颠覆。

  以下截取自里面部分章节,如何计算共射极放大电路的各个参数。很实用。

  1.Vcq为集电极的静态工作电压,Vcq的选取为了避免出现饱和和截止失真,使Vcq ≈ 1/2 * Vcc,Rc = 10Re;

  图1为基极分压式共射极放大电路的直流通路

image  实际在应用过程中,就是需要确定上述各个电阻的取值。根据经验公式

Vcq ≈ 1/2 * Vcc = 5V

取Rc为1KΩ,那么Re = 100Ω。

Icq =( VCC – Vcq)/Rc = 5mA ;

Icq≈Ieq = 5mA;

Veq = Ieq * Re = 0.5V;

假设三极管的Vbe = 0.7V,所以

Vbq = Vbe + Veq = 1.2V;

注意,在模电书中会有一个条件,若是三极管的输入阻抗Rin-resistance ≈ hFE * Re,Rin-resistance ≥ 10R2,则满足下式:

Vbq = R2 /(R1 + R2) * Vcc;

假设R1 = 10KΩ,则可以计算出R2 = 1.4KΩ;

所以,上述各个参数就为:

R2 = 1.4KΩ,R1 = 10KΩ,Rc = 1KΩ,Re = 100Ω;

各静态工作点为:Icq = Ieq = 5mA ,Vbq  = 1.2V,Veq = 0.5V,Vcq = 5V,Vceq =4.5V;

  在选取三极管时,需要注意需要了解三极管的几个参数,一个是Vceo,饱和Ic,饱和Vce,集电极极限电流Icm,极限功率Pcm,三极管放大倍数hFE,注意在选取三极管时,集电极输出电流不能超过集电极极限电流Icm,否则会烧坏三极管。

  所以在选取三极管时,集电极输出的最大电流要大于输出所需要的电流,三极管放大倍数选取要合适。

 

2.交流小信号放大电路(共射极放大电路)

image  图1

  上图是基极分压式共射极放大电路,更为常用的电路图如下图所示:(图中各参数值可以不用理会,仅作说明)

image

   图2

  小信号等效电路如下图:

image图3

  小信号交流电路等效原则:1.大容量电容短路;2.Vcc对地短路;3.需要考虑re’;

  一般情况若是需要确定上述各个参数,需要从静态工作点出发。经验公式如下:

Vcq ≈ 1/2 * Vcc,Rc = 10Re;

re’ = 25/Ieq;

image (电压增益计算公式)

 

 

 

3.举例

image  对于三极管放大电路的形式,共射极,共集电极,共基极,那么具有电压或电流放大增益大于1的,只有共射极放大电路。

  首先由上式可以求出电压放大增益:

Av = 1 / 0.05 = 20;

取Rc为10kΩ,RL = 47KΩ;

image 

可得到image

对比图2;

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根据经验公式:Vcq ≈ 1/2 * Vcc;

Vcq ≈ 1/2 * Vcc = 6V

取Rc为1KΩ,那么Re = 100Ω。

Icq =( VCC – Vcq)/Rc = 0.6mA ;

Icq≈Ieq =0.6mA;

//============================================

re’ = 25/Ieq = 42Ω;

Re1 = 370Ω;

Rc = 10Re;

Re1 + Re2 = 1KΩ;

Re2 = 630Ω;

//============================================

Veq = Ieq * (Re1+Re2) = 0.6V;

假设三极管的Vbe = 0.7V,所以

Vbq = Vbe + Veq = 1.3V;

注意,在模电书中会有一个条件,若是三极管的输入阻抗Rin-resistance ≈ hFE * Re,Rin-resistance ≥ 10R2,则满足下式:

Vbq = R2 /(R1 + R2) * Vcc;

假设R1 = 10KΩ,则可以计算出R2 = 1.2KΩ;

所以,上述各个参数就为:

R2 = 1.2KΩ,R1 = 10KΩ,Rc = 10KΩ,Re1 = 360Ω,Re2 = 640Ω;放大倍数为20;

image