晶體管十倍放大,模電必學(xué)

1、電路設(shè)計(jì)： 晶體管十倍放大電路性能指標(biāo): 電壓增益： 10倍 最大輸出電壓： 5VP-P 頻率特性： 1KHZ 輸入輸出阻抗 ： 任意二、確定電源電壓為了輸出5VP-P的輸出電壓。顯然必須要在5V以上的電源電壓。為了人使集電極電流流動(dòng)，由于發(fā)射極電阻RE上最低加上12V的電壓，所以電源電壓最低必須為67V（5+1）（5+2）V）。在這里選取12V電源電壓： VCC=12V三、選擇晶體管如圖2所示，用NPN晶體管組裝的電路圖2 用NPN型晶體管的共射放大電路考慮晶體管的最大額定值，因?yàn)殡娫措妷簽?2V，所以在集電極-基極和集電極-發(fā)射極間有可能最大加上12V電壓。因此，選擇集電-基極間電壓VCB

2、O與集電-發(fā)射極間電壓VCEO的最大額定值為12V以上器件。從滿足前述最大額定值條件的器件中，在這里選擇我們常用小信號晶體管S9013。在表1中，表示出S9013的特性。S9013依直流電流放大系數(shù)hEF的大小分為O BL四檔。但從式（9）得，AV與hEF的大小無關(guān)。所以任一檔hEF都沒關(guān)系四 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算 （IC VE VB VC） 圖1首先，在圖1所示的電路中，基極的直流電位VB（為的直流部分），用R1 和R2對電源電壓VCC進(jìn)行分壓后電位，所以流進(jìn)晶體管的基極電流的直流成分IB是很小，可以忽略，則 (V) 發(fā)射極的直流電位VE（為ue的直流部分），比VB低的基極發(fā)射極間的電壓VBE，

3、設(shè)VBE=0.6V。則 VE=VB - 0.6 （V） （2）發(fā)射極上流動(dòng)的直流部分IE（為的直流部分）為：（A） (3) 設(shè) 所以集電極的直流電壓VC（為的直流部分）為電流電壓減去RC的壓降而算得的值，所以VC為： VC=VCC-IC×RC（V） （4） IE=IC+IB 基極電流為很小的值，原因：Ic = Ib， 即Ic遠(yuǎn)大于 Ib則IC=IE。則有 VC=VCC-IC×RC （V） （5）五、求交流電壓放大倍數(shù)在圖1所示電路的交流放大倍數(shù)（交流增益）由于晶體管的基極-發(fā)射極間存在的二極管是在導(dǎo)通情況下使用的（交流電阻為0），所以基極端子的交流電位（）直接地出現(xiàn)在發(fā)射極

4、，因此由交流輸入電壓引起的的交流變化部分為： u （6）令集電極電流的交流變化部分為，則的交流變化部分為：VC=iC×RC （7）認(rèn)為集電極=發(fā)射極電流，則，所以 VC=iC×RC=viRERC （8）用C2將的直流成分截去，交流輸出信號的本身：除去直流分量后：輸出電壓為 Uo=vC=viRERC （9）(9)式為Ui的電壓變化引起的Uc的變化量因此，該電路的交流電壓放大倍數(shù)得 (10)放大倍數(shù)與晶體管的直流電流放大系數(shù)hFE無關(guān)(因?yàn)樵O(shè)計(jì)的時(shí)候認(rèn)為基極電流為0,所以與hEF無關(guān)),而是由RC與RE之比來決定的。六、確定RC和RE如式（10）所示，電路的放大倍數(shù)是由RC與R

5、E之比決定的，所以令=10， RC：RE=10：1為了吸收基極-發(fā)射極間電壓VBE隨溫度的變化，而使工作點(diǎn)（集電極電流）穩(wěn)定，RE的直流壓降必須在1V以上。這是因?yàn)閂BE約為0.6V，它具有-2.5mV/oC的溫度特性。在這里，取RE的壓降為1V，得,這里不考慮 則IE=vB-0.6RE 5mA，這里則有 IC取5mA, 因?yàn)榍懊嬉颜f明IC=IE， 這里取為100 這里Rc取1K VCE=VC-VE =VCC-IC×RC-IE×RE =6.5V晶體管的集電極損耗PC為：七、基極偏置電路設(shè)計(jì)設(shè)發(fā)射極電阻RE的壓降=發(fā)射極電位，為VE=0.5V。由于VBE=0.6V,所以基極電

6、位VB必須是1.1V。由于基極電位是由R1+R5與R8對電源電壓進(jìn)行分壓之后的電位，所以，如果設(shè)R8的壓降為1.1V，R2的壓降為10.9V(=12V-1.1V)。另外，在晶體管的基極流動(dòng)的基極電流為集電極電流的1/hEF，假設(shè)hEF=100，則流動(dòng)的基極電流為0.01mA。因此，在R1+R5與R8流動(dòng)電流比基極電流大得多電流，使得基極電流給夠忽略。在這里R1與R2上流動(dòng)的電流取為0.2mA（認(rèn)為大得多=10倍以上就可以）。 在這里R1+R5取50k R2取5k七、確定耦合電容C1與C2 C1與C2是餐將基極或集電極的直流電壓截去僅讓交流成分進(jìn)行輸入輸出的耦合電容。 在這里取C1=C2=4.7

7、F 因此，由C1形成的高通濾波的截止頻率為：輸出的電阻為1k由C2形成的高通濾波的截止頻率為 八、實(shí)物電路圖及電路仿真電路的性能指標(biāo)觀察：當(dāng)輸入0.5V的交流信號，該電路會(huì)輸出5V的信號，可以實(shí)現(xiàn)電壓放大倍的功能如下圖所示：問題的處理(1) 問題：當(dāng)輸入信號為1kHz時(shí)，輸入的信號可以從0.5V放大到5V，可以實(shí)現(xiàn)10倍的放大；當(dāng)輸入信號加到100kHz時(shí)，輸入信號能從0.5V放大到4.8V左右，信號有輕微的衰減；當(dāng)輸入信號加至1MHz時(shí)，輸入信號從0.5只能放大到23V,信號有較大幅度的衰減。原因：因?yàn)閭鬏斝盘柕乃p程度和波長密切相關(guān)，頻率高的信號波長比較小，容易被吸收，導(dǎo)致其衰減。（2）當(dāng)R1=1K,R2=10K時(shí)，輸入信號達(dá)到40kHz以上時(shí)，輸出的信號就會(huì)出現(xiàn)衰減現(xiàn)象；當(dāng)R1=0.1K,R2=1K時(shí)，即使輸入信號達(dá)到1MHz時(shí)，輸出信號也不會(huì)出現(xiàn)衰減現(xiàn)象原因：（猜想）因?yàn)榧姌O電流