分压式偏置放大电路
- 格式:doc
- 大小:1.38 MB
- 文档页数:14
偏置电路和分压式偏置电路偏置电路和分压式偏置电路是电子电路中常见的两种电路。
它们都用于电路中的偏置设置,以确保电路的稳定性和可靠性。
在本文中,我们将先介绍偏置电路和分压式偏置电路的基本概念和原理,然后分别对两种电路进行详细的讲解和比较。
最后,我们将讨论偏置电路和分压式偏置电路在实际应用中的一些注意事项和常见问题。
一、偏置电路的基本概念和原理偏置电路是指在放大器电路中为了使放大器工作在最佳工作状态而设置的一个电路。
它的作用是使放大器的输出端在零输入信号的情况下保持在给定的稳定直流电平上,以便放大器对信号进行有效的放大。
通常来说,放大器的工作状态是由偏置电路来决定的,因此偏置电路的设计对整个放大器的性能起着至关重要的作用。
偏置电路的原理可以简单地理解为,通过合适的电路设计和连接方式,将直流电源的电压和电流通过一定的方式加到放大器的输入端和输出端上,使得放大器能够在正常工作的状态下进行放大。
如果没有偏置电路,放大器的输出端将无法保持在一个稳定的直流电平上,从而会引起输出偏移和信号失真。
二、分压式偏置电路的基本概念和原理分压式偏置电路是一种常见的偏置电路设计方式,它通常是采用电阻分压原理来设置放大器的工作状态。
通常的设计中,将电路输入端与输出端之间设置一个适当的电阻分压网络,通过这个电阻分压网络来将正常工作电压和电流加到放大器的输入端和输出端上,从而实现偏置电路的功能。
分压式偏置电路的原理非常简单,就是利用电阻分压网络来产生一个固定的电压,然后通过这个电压来设置放大器的工作状态。
通常来说,通过调整电阻分压网络的参数,可以轻松地实现对放大器工作状态的控制。
三、偏置电路和分压式偏置电路的比较虽然偏置电路和分压式偏置电路都是用来设置放大器工作状态的,但它们在实际应用中有着一些不同之处。
下面我们将对这两种电路进行详细的比较。
1.原理不同偏置电路通常是通过一个独立的电路来进行设置的,它的原理是通过一定的方式将直流电源的电压和电流加到放大器的输入端和输出端上,以保持放大器在正常工作状态。
分压式偏置电路工作原理分压式偏置电路是一种常用的电路,用于为电路中的晶体管提供合适的工作电压,以确保晶体管正常工作。
它通过将输入电压分为两个部分,其中一部分作为偏置电压提供给晶体管的基极,使其正常工作在放大状态。
分压式偏置电路的基本原理是利用电阻分压来产生所需的偏置电压。
它通常由两个电阻组成,一个连接到电源正极,另一个连接到电源负极,而两个电阻之间连接一个输出节点,输出节点上的电压即为所需的偏置电压。
在分压式偏置电路中,电源电压被分成两部分,一部分通过一个较大的电阻连接到输出节点,另一部分则通过一个较小的电阻连接到输出节点。
这两个电阻的比例决定了输出电压的大小,从而决定了偏置电压的大小。
具体来说,假设电源电压为Vcc,较大的电阻为R1,较小的电阻为R2,则输出电压Vout可以通过以下公式计算得出:Vout = Vcc * (R2 / (R1 + R2))其中,R1和R2的比例决定了输出电压的大小。
通常情况下,R1的阻值要远大于R2,使得输出电压能够稳定在所需的偏置电压。
分压式偏置电路的优点是简单可靠,且能够产生相对稳定的偏置电压。
然而,它也存在一些限制。
首先,由于分压式偏置电路的输出电压取决于电阻比例,所以输出电压对于电阻的变化非常敏感。
因此,电阻的范围和精度要求较高,相应地增加了电路设计的复杂性。
其次,由于使用了分压原理,分压式偏置电路的输出电压会受到电源电压波动和温度变化的影响,容易造成偏置电压的不稳定。
因此,在设计分压式偏置电路时,需要对电源电压和工作温度做出适当的考虑,以确保输出电压的稳定性。
总之,分压式偏置电路通过将输入电压分为两个部分,利用电阻分压原理产生所需的偏置电压,为晶体管提供合适的工作电压,使其能够正常工作在放大状态。
虽然它存在一些限制,但仍然是一种简单可靠的偏置电路设计。
分压式偏置的共射放大电路中, r c 的作用分压式偏置的共射放大电路中,RC电路扮演着重要的作用。
RC 电路主要用于稳定放大器的直流工作点,以确保放大器在输入信号变化时能够保持稳定的增益和偏置电压。
具体来说,RC电路可以通过分压器的作用将电源电压分配到基极电阻和发射极电阻上,从而形成稳定的偏置电压。
此外,RC电路还可以用于降低输出信号的直流分量,以避免对后续电路的影响。
因此,在分压式偏置的共射放大电路中,RC电路的作用是不可或缺的。
- 1 -。
分压偏置放大电路1. 什么是分压偏置放大电路分压偏置放大电路是一种常用于放大弱信号的电路。
它通过使用电阻分压网络来实现对输入信号的偏置,从而将其放大到合适的幅度。
该电路通常由一个基极偏置电阻、一个发射极偏置电阻和一个负反馈电阻组成。
2. 分压偏置放大电路的原理分压偏置放大电路的原理是利用电阻分压的方法将输入信号偏置到合适的工作点,然后通过放大器对信号进行放大。
具体原理如下:•输入信号经过基极偏置电阻和发射极偏置电阻,形成分压电路,使得信号被偏置到合适的电平。
•偏置后的信号经过放大器的放大作用,放大器通常由晶体管构成。
•放大后的信号经过负反馈电阻,将一部分输出信号反馈回放大器的输入端,起到稳定放大倍数的作用。
负反馈电阻通常与输入电阻并联连接。
3. 分压偏置放大电路的设计步骤设计一个分压偏置放大电路需要经过以下几个步骤:步骤一:确定放大器类型首先需要确定放大器的类型,根据需求选择合适的放大器,一般常用的放大器有共射放大器和共基放大器。
步骤二:选择偏置电阻根据放大器类型选择合适的偏置电阻。
基极偏置电阻和发射极偏置电阻的选择通常需要根据放大器的工作点和输入信号的幅度来确定。
步骤三:确定负反馈电阻选择合适的负反馈电阻以稳定放大倍数。
负反馈电阻的大小将决定电路的增益,通常需要根据需求进行调整。
步骤四:计算放大倍数计算放大倍数,确定输出信号的幅度。
放大倍数可以通过电路中的分压比例和放大器的增益来计算。
步骤五:仿真与实验测试进行电路仿真和实验测试,验证设计的电路是否符合预期的要求。
可以通过示波器等仪器来观察输出信号的幅度和波形。
4. 分压偏置放大电路的优点和应用分压偏置放大电路具有以下优点:•简单,易于设计和实现。
•可以提供稳定的放大倍数。
分压偏置放大电路常应用于以下领域:•通信系统中的前端信号放大。
•仪器仪表中的信号放大。
•音频放大电路等。
5. 分压偏置放大电路的注意事项在设计和应用分压偏置放大电路时,需要注意以下事项:•选择合适的放大器类型和偏置电阻,以确保电路能够满足要求。
实验二 分压偏置式放大电路
一、实验目的
1、学会放大器静态工作点的调试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响。
2、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测试方法。
3、熟悉常用的电子仪器及模拟电路实验设备的使用
二、实验原理
图2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图,它的偏置电路采用Rb1和Rb2组成的分压式电路,并在发射极中接有电阻Re ,以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加入输入信号Us 后,在放大器的输出端便可得到一个与Us 相位相反,幅值被放大了的输出信号U0,从而实现了电压放大。
图2-1 分压偏置式放大电路原理图
三、实验内容
1、静态工作点的测量:调节电位器,使CC CEQ V U 2
1 ,各元件示值如图2-2所示:
图2-2 静态工作电路图
测量静态值如下:
2、动态参数的测量:在输出不失真的情况下。
输入正弦信号(Us=2mV、f=1khZ),测量输出电压大小如表2-2所示。
2分压式偏置放大电路2.1 分压式偏置放大电路的构成分压式偏置放大电路以下图。
V 是放大管; RB1、 RB2 是偏置电阻, RB1 、 RB2 构成分压式偏置电路,将电源电压 UCC 分压后加到晶体管的基极; RE 是射极电阻,仍是负反应电阻; CE 是旁路电容与晶体管的射极电阻 RE 并联, CE 的容量较大,拥有“隔直、导交”的作用,使此电路有直流负反应而无沟通负反应,即保证了静态工作点的稳固性,同时又保证了沟通信号的放大能力没有降低。
.图 a 图 b2.2 稳固静态工作点的原理分压式偏置放大电路的直流通路如图 a 所示。
当温度高升,IC 跟着高升,I E 也会高升,电流I E流经射极电阻 RE 产生的压降 UE 也高升。
又因为 UBE= UB- UE,假如基极电位U B 是恒定的,且与温度没关,则U BE 会随 UE 的高升而减小, IB 也随之自动减小,结果使集电极电流 IC 减小,进而实现 IC 基本恒定的目的。
假如用符号“”表示减小,用“”表示增大,则静态工作点稳固过程可表示为:T I C I EUBE U B U E且U B 恒定U BE IBI C U E要实现上述稳固过程,第一一定保证基极电位U B 恒定。
由图 b 可见,合理选择元件,使流过偏置电阻 RB1 的电流 I1 比晶体管的基极电流IB 大好多,则 UCC 被 RB1 、 RB2 分压得晶体管的基极电位UB :U BR B 2U CCRB1RB 2RE。
这类负反应在直流条件下起稳固静态分压式偏置放大电路中,采纳了电流负反应,反应元件为工作点的作用,但在沟通条件下影响其动向参数,为此在该处并联一个较大容量的电容CE,使 RE 在沟通通路中被短路,不起作用,进而免去了RE 对动向参数的影响。
.2.3 电路定量剖析1.静态剖析I E U E U B U BE R B2 U CC R E R E R B1 R B 2 R EI BQ I E ICQIBQ 1依据定理可得输出回路方程U CC I C R C U CE I E R EU CEQ U CC I C R C I E R E U CC I CQ(R C R E )2.4动向剖析由分压式偏置放大电路图 A 可得沟通通路如图 C 所示及微变等效电路如图 D 所示图 C 分压式偏置电路的沟通通路图 D 分压式偏置电路的沟通微变等效电路( 1)电压放大倍数K输入电压U sr i i r i i b r be 输出电压 U sc i c R'L i b R'LK Usc i b R'L R C / /R L Usr i b r be r be(2)输入电阻r sr r sr R b1 / / R b 2 / / r be( 3)输出电阻r sc r sc R C设计举例:要求设计一个工作点稳固的单管放大器,已知放大器输出端的负载电阻R L =6KΩ,晶体管的电流放大系数β =50 ,信号频次f= KH z, 电压放大倍数K≥100,放大器输出电压的有效值U SC≥ 2.5V 。
《分压式偏置放大电路》教案第一章:分压式偏置放大电路概述1.1 教学目标了解分压式偏置放大电路的定义和作用理解分压式偏置放大电路的基本组成和工作原理掌握分压式偏置放大电路的优点和应用领域1.2 教学内容分压式偏置放大电路的定义和作用分压式偏置放大电路的基本组成:输入级、输出级、偏置电路分压式偏置放大电路的工作原理:信号输入、放大、输出过程分压式偏置放大电路的优点:稳定性好、偏置电流可调、输出阻抗低分压式偏置放大电路的应用领域:模拟放大、滤波、信号处理等1.3 教学方法讲授法:讲解分压式偏置放大电路的基本概念和原理演示法:通过示例电路图和实际电路演示分压式偏置放大电路的工作过程互动法:引导学生提问和讨论,加深对分压式偏置放大电路的理解1.4 教学评价课堂问答:检查学生对分压式偏置放大电路的基本概念的理解习题练习:布置相关习题,让学生巩固所学内容第二章:分压式偏置放大电路的电路设计与分析2.1 教学目标学会设计分压式偏置放大电路掌握分析分压式偏置放大电路的方法了解分压式偏置放大电路的参数优化2.2 教学内容分压式偏置放大电路的设计步骤:确定输入级、输出级、偏置电路的参数分压式偏置放大电路的分析方法:直流分析、交流分析、瞬态分析分压式偏置放大电路的参数优化:电压增益、输入输出阻抗、带宽等2.3 教学方法讲授法:讲解分压式偏置放大电路的设计步骤和分析方法实践法:让学生动手设计、分析实际的分压式偏置放大电路互动法:引导学生提问和讨论,解决设计过程中遇到的问题2.4 教学评价设计报告:评估学生设计的分压式偏置放大电路的合理性和优化程度分析报告:检查学生对分压式偏置放大电路分析的理解和应用能力第三章:分压式偏置放大电路的应用实例3.1 教学目标了解分压式偏置放大电路在实际应用中的具体实例学会分析实际应用中分压式偏置放大电路的性能指标掌握分压式偏置放大电路在实际应用中的优化方法3.2 教学内容分压式偏置放大电路的实际应用实例:放大器、滤波器、振荡器等实际应用中分压式偏置放大电路的性能指标:频率响应、线性度、噪声等实际应用中分压式偏置放大电路的优化方法:电路调整、元件选择、屏蔽等3.3 教学方法讲授法:讲解分压式偏置放大电路在实际应用中的具体实例和性能指标实践法:让学生分析实际应用中的分压式偏置放大电路并进行优化互动法:引导学生提问和讨论,解决实际应用中遇到的问题3.4 教学评价应用实例分析报告:评估学生对分压式偏置放大电路在实际应用中的理解和优化能力性能指标评估:检查学生对实际应用中分压式偏置放大电路性能指标的分析能力第四章:分压式偏置放大电路的测试与调试4.1 教学目标学会使用测试仪器对分压式偏置放大电路进行测试掌握分压式偏置放大电路的调试方法了解测试与调试过程中可能遇到的问题及解决方法4.2 教学内容测试仪器及测试方法:示波器、信号发生器、万用表等分压式偏置放大电路的调试步骤:检查电路连接、调整偏置电流、测试放大倍数等测试与调试过程中可能遇到的问题及解决方法:示波器无信号、信号失真、输出电压不稳定等4.3 教学方法演示法:教师使用测试仪器对分压式偏置放大电路进行测试和调试,学生观摩实践法:学生分组进行测试和调试,教师巡回指导互动法:学生提问,教师解答,共同解决测试与调试过程中遇到的问题4.4 教学评价测试报告:评估学生对分压式偏置放大电路测试方法的掌握程度调试报告:检查学生对分压式偏置放大电路调试方法的运用能力第五章:分压式偏置放大电路的故障排查与维护5.1 教学目标学会分压式偏置放大电路的故障排查方法掌握分压式偏置放大电路的维护技巧了解故障排查与维护过程中可能遇到的问题及解决方法5.2 教学内容故障排查方法:观察法、测量法、替换法等分压式偏置放大电路的维护技巧:清洁、检查元件、调整偏置电流等故障排查与维护过程中可能遇到的问题及解决方法:元件老化、电路短路、电源不稳定等5.3 教学方法演示法:教师展示故障排查与维护的实际操作,学生观摩实践法:学生分组进行故障排查与维护,教师巡回指导互动法:学生提问,教师解答,共同解决故障排查与维护过程中遇到的问题5.4 教学评价故障排查报告:评估学生对分压式偏置放大电路故障排查方法的掌握程度维护报告:检查学生对分压式偏置放大电路维护技巧的运用能力第六章:分压式偏置放大电路的优化与改进6.1 教学目标学会对分压式偏置放大电路进行优化与改进掌握优化与改进的方法与步骤了解优化与改进过程中可能遇到的问题及解决方法6.2 教学内容优化与改进的目的:提高电路性能、降低成本、减小体积等优化与改进的方法:电路分析、参数调整、元件选择等优化与改进的步骤:确定目标、制定方案、实施改进、测试验证等6.3 教学方法讲授法:讲解分压式偏置放大电路优化与改进的目的、方法与步骤实践法:学生分组进行优化与改进,教师巡回指导互动法:学生提问,教师解答,共同解决优化与改进过程中遇到的问题6.4 教学评价优化与改进报告:评估学生对分压式偏置放大电路优化与改进方法的掌握程度性能测试报告:检查学生对优化与改进后电路性能的评估能力第七章:分压式偏置放大电路在工程实践中的应用7.1 教学目标了解分压式偏置放大电路在工程实践中的应用案例学会分析实际工程中分压式偏置放大电路的性能指标掌握分压式偏置放大电路在工程实践中的优化方法7.2 教学内容分压式偏置放大电路在工程实践中的应用案例:音频放大器、无线通信电路等实际工程中分压式偏置放大电路的性能指标:可靠性、稳定性、线性度等实际工程中分压式偏置放大电路的优化方法:电路调整、元件选择、散热设计等7.3 教学方法讲授法:讲解分压式偏置放大电路在工程实践中的应用案例和性能指标实践法:让学生分析实际工程中的分压式偏置放大电路并进行优化互动法:引导学生提问和讨论,解决实际工程中遇到的问题7.4 教学评价应用案例分析报告:评估学生对分压式偏置放大电路在工程实践中的应用理解和优化能力性能重点和难点解析本文主要介绍了分压式偏置放大电路的相关知识,包括其定义、作用、基本组成、工作原理、优点、应用领域、电路设计与分析方法、应用实例、测试与调试、故障排查与维护、优化与改进以及在工程实践中的应用。
教学设计教学过程环节教学内容及教师活动学生活动设计意图一、情境导入1、展示一电路教具,提问:同学们,你知道这是什么电路吗?(固定偏置放大)2、实验:让电路开始工作,观察波形,显示正常的放大波形后,再通过改变三极管的环境温度,让同学们观察波形变化。
提问:同学们你看到了什么?3、思考:为什么温度变化会造成放大波形失真?得出:放大电路中确定一合适静态工作点的重要性。
4、如何克服固定偏置放大电路中静态工作点不稳定的问题呢?引入新课。
观察电路,思考问题并回答;发现静态工作点最放大电路的重要性;积极、大胆的回答问题。
学习项目生活化,让学生明确“为什么学”及引导学生拥有一双善于发现的眼和一颗善于发现的心。
二、传授新课任务一:观察分压式偏置放大电路。
看一看:电路构成想一想:电路有什么组成?与固定偏置放大电路有什么不同?结论:1.增加基极的下偏置电阻2.增加射极电阻R e3.增加射极旁路电容C3下面让我们一起探究分压式偏置放大电路的静态工作点吧!任务二:分压式偏置放大电路静态工作点的分析同学们,你能设置分压式偏置放大电路的静态工作点吗?画一画:根据分压式偏置放大电路画出直流通路,并标出各支路上电流方向。
强调画直流通路时的注意点。
学生在观察中发现电路中构成并大胆发言。
并完成学习任务书相应的内容。
结合所学固定偏置放大电路的分析方法,尝试分析分压是偏置放大电路的静态工作点。
通过观察简单现象提升学生信心,加深对分压式偏置放大电路的记忆。
引导学生将所学知识进行应用,并养成三极管放大电路静态工作点分析的思维方法。
想一想:观察电路图结合直流通路中电流流向动画,尝试分析I BQ 、I CQ 、U CEQ 。
1、提示: R b1与R b2的连接关系是什么,I B 的特点?(既非并联,又非串联,I B 很小)。
得出:I R b1≈I R b2,则R b1与R b2可视为串联。
基极电位V B =b2b1GR R V +·R b2接下来分析:V EQ = V BQ -0.7(射极电位) I EQ =EEQ R V (射极电流)I CQ H I EQI BQ = I CQ /β(基极电流) V CEQ = V G -I CQ (R c +R e )(集-射电压)2、在课堂练习作业中,完成静态工作点的计算。
《分压式偏置放大电路》教案一、教学目标1. 让学生了解分压式偏置放大电路的原理和作用。
2. 使学生掌握分压式偏置放大电路的组成和特点。
3. 培养学生分析问题和解决问题的能力。
二、教学内容1. 分压式偏置放大电路的原理2. 分压式偏置放大电路的组成3. 分压式偏置放大电路的特点4. 分压式偏置放大电路的应用5. 分压式偏置放大电路的优缺点三、教学重点与难点1. 教学重点:分压式偏置放大电路的原理、组成和特点。
2. 教学难点:分压式偏置放大电路的工作原理和设计方法。
四、教学方法1. 采用讲授法,讲解分压式偏置放大电路的相关知识。
2. 利用示例电路,分析分压式偏置放大电路的工作原理。
3. 开展小组讨论,探讨分压式偏置放大电路的优缺点及应用场景。
4. 利用仿真软件,验证分压式偏置放大电路的设计和性能。
五、教学准备1. 教材或教学资源:《电子电路基础》、《模拟电子技术》等。
2. 教学课件:分压式偏置放大电路的原理、组成和特点。
3. 示例电路:分压式偏置放大电路的实际应用。
4. 仿真软件:Multisim、Proteus等。
5. 实验器材:分压式偏置放大电路实验板、信号发生器、万用表等。
六、教学过程1. 引入新课:通过复习上一节课的内容,引入分压式偏置放大电路的概念。
2. 讲解原理:详细讲解分压式偏置放大电路的原理,包括电路的工作原理和信号传输过程。
3. 分析组成:介绍分压式偏置放大电路的组成部分,包括输入级、输出级和偏置电路等。
4. 讲解特点:分析分压式偏置放大电路的特点,如输入阻抗高、输出阻抗低、增益稳定等。
5. 应用实例:通过示例电路,展示分压式偏置放大电路在实际应用中的作用。
6. 小组讨论:让学生分组讨论分压式偏置放大电路的优缺点及适用场景。
7. 设计验证:利用仿真软件,让学生设计和验证分压式偏置放大电路的性能。
七、教学反思在课后,教师应反思本节课的教学效果,包括学生的学习情况、教学方法的适用性等,以便改进今后的教学。
2 分压式偏置放大电路2.1 分压式偏置放大电路的组成分压式偏置放大电路如图所示。
V 是放大管;R B1、R B2是偏置电阻,R B1、R B2组成分压式偏置电路,将电源电压U CC 分压后加到晶体管的基极;R E 是射极电阻,还是负反馈电阻;C E 是旁路电容与晶体管的射极电阻R E 并联,C E 的容量较大,具有“隔直、导交”的作用,使此电路有直流负反馈而无交流负反馈,即保证了静态工作点的稳定性,同时又保证了交流信号的放大能力没有降低。
. 图a 图b 2.2 稳定静态工作点的原理分压式偏置放大电路的直流通路如图a 所示。
当温度升高,I C 随着升高,I E 也会升高,电流I E 流经射极电阻R E 产生的压降U E 也升高。
又因为U BE=U B-U E ,如果基极电位U B 是恒定的,且与温度无关,则U BE 会随U E 的升高而减小,I B 也随之自动减小,结果使集电极电流I C 减小,从而实现I C 基本恒定的目的。
如果用符号“ ”表示减小,用“ ”表示增大,则静态工作点稳定过程可表示为:要实现上述稳定过程,首先必须保证基极电位U B 恒定。
由图b 可见,合理选择元件,使流过偏置 电阻R B1的电流I 1比晶体管的基极电流I B 大很多,则U CC 被R B1、R B2分压得晶体管的基极电位U B :分压式偏置放大电路中,采用了电流负反馈,反馈元件为R E 。
这种负反馈在直流条件下起稳定静态工作点的作用,但在交流条件下影响其动态参数,为此在该处并联一个较大容量的电容C E ,使R E 在交流通路中被短路,不起作用,从而免除了R E 对动态参数的影响。
.2.3 电路定量分析1.静态分析根据定理可得输出回路方程↓↓→↓−−−−−−→−↑↑→↑→↑→-=C B BE U U U U EE C I I U U I I T B E B BE 恒定且CCB B B B U R R R U 212+=↑↓2.4动态分析由分压式偏置放大电路图A 可得交流通路如图C 所示及微变等效电路如图D 所示图C 分压式偏置电路的交流通路 图D 分压式偏置电路的交流微变等效电路 (1)电压放大倍数K输入电压sr i i b beU ir i r == 输出电压''sc c L b LU i R i R β=-=-⋅//'sc b L C Lsr b be beR i r U i R R K U r ββ-⋅⋅===-⋅(2)输入电阻sr r12////sr b b ber R R r =(3)输出电阻sc rsc Cr R =设计举例:要求设计一个工作点稳定的单管放大器,已知放大器输出端的负载电阻6fz R K =Ω,晶体管的电流EE CE C C CCR I U R I U ++=放大系数β=50,信号频率f=1KH z,电压放大倍数K ≥100,放大器输出电压的有效值U SC ≥ 2.5V 。
(1) 电路结构采用工作点稳定的典型电路。
(2) 由于设计要求满足一定的输出幅度,所以采用图解法来设计是比较方便的。
具体如下:按设计要求,输出的电压峰值 1.4 2.5 3.5scm sc U V V =≥⨯=考虑留有一定的余量,按4scm U V =设计。
因此,输入电压的峰值.scm srm U U K=按设计要求.K =100设计,所以.scm srm U U K==40.0440100VV mV == 如果集电极静态电流选在(1--2)mA ,晶体管的输入电阻be r 近似按1k Ω估计,则基极电流的峰值 40401srm bm be U mVI A r k μ=≈=Ω已知β=50,所以集电极的峰值电流50402cm bm I I A mA βμ=≈⨯=根据设计指标明确提出了4scm U V =和2cm I mA =的要求以后,就可以在晶体管的输出特性曲线上(如果手头没有特性曲线,也可以直接在ce c U I -的坐标系上)画出2scm U 和2cm I 所规定的一个矩形,见图E考虑到晶体管有1V 左右的饱和压降,对硅管ceo I 可以忽略不计,所以矩形的垂直边'JJ 选在1ce U V =的地方,矩形的下底边JH 选在0c I =的横轴上。
显然,通过矩形的两个顶点H 和'J 所画的对角线'HJ 就应该是满足输出幅度和放大倍数要求的一条交流负载线。
而通过交流负载线斜率的计算,就可以确定放大器输出端的总负载电阻'fz R ,即''21tan 2cm scm fzI JJ HJ U R α===所以'422scm fzcm U VRk I mA===Ω 已知'//fz fz c R R R =,而且6fz R k =Ω,所以'111fz fz cR R R == 或'111111263c fz fz R R R k k k =-=-=ΩΩΩ也就是说,为满足输出幅度和放大倍数的要求,应选3c R k =Ω。
(3)根据工作点稳定的条件(3-19),即(510)(35)b be U U V ≥-=- (硅管) 所以选 4.7b U V =。
因为根据静态工作点最好选在交流负载线的中点的道理,在图E 上已经确定了静态工作点Q ,即5ce U V=,2c I mA=。
所以电阻eR 也可以确定下来了。
0.7422e b e e c U U V R k I I mA-=≈==Ω既然,ce U ,c I ,c R ,e R 都已确定下来,就具备了选择电源电压c E 的充分条件,c E 既要满足输出幅度、工作点稳定等几方面的要求,又不宜选得太大,以免对电源设备和晶体管的耐压提出过高而又不必要的要求。
由于()c ce c c e E U I R R ≈++所以52(32)15c E V mA k k V =+⨯Ω+Ω=考虑到设计过程中,对输出幅度和放大倍数等方面都已留有余量,所以c E 就选15V 。
(4)又根据工作点稳定的另一个条件(3-18),1(510)b I I ≥-已知24050cb I mAI A μβ=== 所以选I 1=0.4mA 。
据此就可以确定基极的偏置电阻1b R 和2b R 。
根据图F ,近似认为11 4.7120.4b b U V R k I mA≈==Ω 同理,2115 4.7260.4c b b E U V VR k I mA--≈==Ω 实选112b R k =Ω,224b R k =Ω。
(5)晶体管集电极的耗散功率可按静态值来估算5210c ce c P U I V mA mW ==⨯=所以选高频小功率硅管9013[300,(1530)cM ceo P mW BU V =≥-],或均可。
36[100,(1530)]cM ceo DG P mW BU =≥-(6)耦合电容1C 和2C 一般选几十微法,射极旁路电容e C 一般选100微法左右。
3. 射极输出器1. 射极输出器的特点及电路的引出一个放大器常常不仅希望输入级有较高的输入电阻,而且还希望输出级具有较低的输出电阻。
以便减轻对前一级的影响和负担以及提高推动负载的能力。
前面介绍的具有负反馈的共射电路,虽然提高了输入电阻,但其输出电阻大体上仍同没有反馈的共射电路一样,大约等于集电极电阻R C ,因此为了进一步减小输出电阻,共射电路还需要改进。
如果把集电极的电路(即共发射极电路)改接成发射极输出的电路,如图a 所示,图a这样输出电压不就直接反馈到输入端来了?这样的电路输出电阻是不是也能够减小呢?回答是肯定的。
在图a (b )中。
由于,① 所以当负载波动时,电压负反馈的过程如下:说明负载波动所造成的输出电压的变化在发射极输出的电路中也大大减小了,换句话讲,发射极输出电路的输出电阻可以大大减小。
在图a(b)中,输出电压取自晶体管的发射极,所以取名为射极输出器。
根据电路图不难看出,射极输出器由于发射极接有电阻,它的输入电阻也可以有大幅度的提高。
而根据输入回路的情况,即①式所表达的输出电压与输入电压的关系。
可见射极输出器的输出电压总是略小于其输入电压,换句话讲,它的电压放大倍数总是略小于1。
输入电阻很高、输出电阻很小以及电压放大倍数略小于1,这就是射极输出器的一个概貌。
2 静态工作点放大器的静态基极电流仍然是由基极偏流电阻提供的。
不过,现在基极对地的电压不再是很小,不能忽略不计,因此原先用来计算基极静态工作电流的公式已经不再适用。
一般情况下,总有,所以②这一个公式再一次说明,由于基极回路的电流I B比发射极回路的电流I e要小(β+1)倍,因此如果要把发射极电阻R e完全折合到基极回路上去,即认为流过它的电流也是I B,那么折合过来的电阻应当比R e大(β+1)倍。
换句话说,基极回路的总电阻由两个电阻串联组成,一个是偏流电阻,另一个是折合到基极回路这一边来的发射极电阻,即(β+1)R e,所以电源E c除以基极回路的总电阻,就可以求出基极的静态工作电流。
在图b的射极输出器中图bE c=20V,R b=200K,R e=3.9K,设β=60,如果忽略U be,代入公式②,即得:基极静态电流发射极电流发射极电压管压降为了计算射极输出器的输入电阻,图b(b)画出了它的交流等效电路。
图c由于集电极直接接电源,所以对交流信号来说,集电极相当于接地。
换句话说,从交流等效电路来看,放大器的输入回路和输出回路均以晶体管的集电极为其公共点,因此射极输出器又叫做“共集电极放大电路”。
暂不考虑负载电阻和基极偏流电阻的影响,所以在图上都画成了虚线。
根据图c (b )可以写出输入回路的关系。
在不考虑R b 的情况下,输入电流,因此这时放大器的输入电阻这个式子的意思是很明显的,在暂不考虑R b 的情况下,从射极输出器的输入端AB 两点看进去的输入电阻应该是R be 和(β+1)R e 这两个电阻的串联。
所以是(β+1)R e 而不是R e ,就是因此基极电流比发射极电流小β倍,因此如果要将完全折合到基极回路来,就必须增大倍(β+1)。
以图b 为例 :Ec=20V ,Rb=200K ,Re=3.9K ,β=60,Ie=2.8mA上式说明在暂不考虑基极偏流电阻的情况下,射极输出器的输入电阻近似等于发射极电阻的β倍。
所以射极输出器的输入电阻一般都可以达到几十千欧到几百千欧,比起集电极输出电路(即共发射极电路)的输入电阻提高几十倍到几百倍。
如果像图b 那样,射极输出器带有负载fz R ,则输出端的等效负载为'//fz e fz R R R =,因此式应改写为 ''fzfz rR β≈如果再把基极的偏流电阻考虑在内,则射极输出器实际的输入电阻''////sr b sr b fz r R r R R β=≈对于大多数情况来说,认为总是(β+1)≈β,,这时射极输出器的输出电阻近似为仍以图a 为例,设信号源内阻R x=600Ω,又已知R be ≈0.9K, β=60, R b =200K ,R e=3.9K ,则可见,射极输出器确实可以获得很低的输出电阻。