7分壓式偏置放大電路

分壓式偏置放大電路2．1分壓式偏置放大電路的構成分壓式偏置放大電路以下圖。V是放大管；RB1、RB2是偏置電阻，RB1、RB2構成分壓式偏置電路，將電源電壓UCC分壓后加到晶體管的基極；RE是射極電阻，仍是負反應電阻；CE是旁路電容與晶體管的射極電阻RE并聯(lián)，CE的容量較大，擁有“隔直、導交”的作用，使此電路有直流負反應而無溝通負反應，即保證了靜態(tài)工作點的穩(wěn)固性，同時又保證了溝通信號的放大能力沒有降低。．圖a圖b2．2穩(wěn)固靜態(tài)工作點的原理分壓式偏置放大電路的直流通路如圖a所示。當溫度高升，IC跟著高升，IE也會高升，電流IE流經射極電阻RE產生的壓降UE也高升。又因為UBE=UB-UE，假如基極電位UB是恒定的，且與溫度沒關，則UBE會隨UE的高升而減小，IB也隨之自動減小，結果使集電極電流IC減小，進而實現(xiàn)IC基本恒定的目的。假如用符號“”表示減小，用“”表示增大，則靜態(tài)工作點穩(wěn)固過程可表示為：TICIEUBEUBUE且UB恒定UBEIBICUE要實現(xiàn)上述穩(wěn)固過程，第一一定保證基極電位UB恒定。由圖b可見，合理選擇元件，使流過偏置電阻RB1的電流I1比晶體管的基極電流IB大好多，則UCC被RB1、RB2分壓得晶體管的基極電位UB：UBRB2UCCRB1RB2RE。這類負反應在直流條件下起穩(wěn)固靜態(tài)分壓式偏置放大電路中，采納了電流負反應，反應元件為工作點的作用，但在溝通條件下影響其動向參數(shù)，為此在該處并聯(lián)一個較大容量的電容CE，使RE在溝通通路中被短路，不起作用，進而免去了RE對動向參數(shù)的影響。．2．3電路定量剖析1．靜態(tài)剖析IEUEUBUBERB2UCCRERERB1RB2REIBQIEICQIBQ1依據(jù)定理可得輸出回路方程UCC

ICRC

UCE

IEREUCEQ

UCC

ICRC

IERE

UCC

ICQ(RC

RE)2．4動向剖析由分壓式偏置放大電路圖A可得溝通通路如圖C所示及微變等效電路如圖D所示圖C分壓式偏置電路的溝通通路圖D分壓式偏置電路的溝通微變等效電路（1）電壓放大倍數(shù)K輸入電壓Usriiriibrbe輸出電壓UscicR'LibR'LKUscibR'LRC//RLUsribrberbe（2）輸入電阻rsrrsrRb1//Rb2//rbe（3）輸出電阻rscrscRC設計舉例：要求設計一個工作點穩(wěn)固的單管放大器，已知放大器輸出端的負載電阻RL=6KΩ，晶體管的電流放大系數(shù)β=50，信號頻次f=KHz,電壓放大倍數(shù)K≥100，放大器輸出電壓的有效值USC≥2.5V。電路構造采納工作點穩(wěn)固的典型電路。因為設計要求知足必定的輸出幅度，所以采納圖解法來設計是比較方便的。詳細以下：按設計要求，輸出的電壓峰值21.42.53.5UscmUscVVUscm考慮留有必定的余量，按Uscm4V設計。所以，輸入電壓的峰值Usrm.K.按設計要求K=100設計，所以UsrmUscm4V40mV.0.04VK100假如集電極靜態(tài)電流選在（1--2）mA，晶體管的輸入電阻rbe近似按1k預計，則基極電流的峰值IbmUsrm40mVArbe1k40已知β=50，所以集電極的峰值電流IcmIbm5040A2mA依據(jù)設計指注明確提出了Uscm4V和Icm2mA的要求此后，就能夠在晶體管的輸出特征曲線上（假如手頭沒有特征曲線，也能夠直接在UceIc的坐標系上）畫出2Uscm和2Icm所規(guī)定的一個矩形，見圖E考慮到晶體管有1V左右的飽和壓降，對硅管Iceo能夠忽視不計，所以矩形的垂直邊JJ'選在Uce1V的地方，矩形的下底邊JH選在Ic0的橫軸上。明顯，經過矩形的兩個極點H和J'所畫的對角線HJ'就應當是知足輸出幅度和放大倍數(shù)要求的一條溝通負載線。而經過溝通負載線斜率的計算，就能夠確立放大器輸出端的總負載電阻R'fz，即JJ'2Icm1tan2UscmR'fzHJ所以'Uscm4V2kRfzIcm2mA已知R'fzRfz//Rc，并且Rfz6k，所以111R'fzRfzRc或111111RcR'fzRfz2k6k3k也就是說，為知足輸出幅度和放大倍數(shù)的要求，應選Rc3k。（3）依據(jù)工作點穩(wěn)固的條件（3-19），即Ub(510)Ube(35)V（硅管）所以選Ub4.7V。因為依據(jù)靜態(tài)工作點最好選在溝通負載線的中點的道理，在圖E上已經確立了靜態(tài)工作點Q，即Uce5V，Ic2mA。所以電阻Re也能夠確立下來了。ReUeUb0.74V2kIeIc2mA既然，Uce，Ic，Rc，Re都已確立下來，就具備了選擇電源電壓Ec的充分條件，Ec既要知足輸出幅度、工作點穩(wěn)固等幾方面的要求，又不宜選得太大，免得對電源設施和晶體管的耐壓提出過高而又不用要的要求。因為EcUceIc(RcRe)所以Ec5V2mA(3k2k)15V考慮到設計過程中，對輸出幅度和放大倍數(shù)等方面都已留有余量，所以Ec就選15V。（4）又依據(jù)工作點穩(wěn)固的另一個條件（3-18），I1(510)Ib已知Ic2mAAIb4050所以選I140mA。據(jù)此就能夠確立基極的偏置電阻Rb1和Rb2。依據(jù)圖F，a所示，近似以為Ub4.7VRb112kI10.4mA同理，EcUb15V4.7VRb226kI10.4mA實選Rb112k，Rb224k。（5）晶體管集電極的耗散功率可按靜態(tài)值來估量Pc

UceIc

5V

2mA

10mW所以選高

頻小功率

硅管

9013[

PcM

300mW,BU

ceo

(15

30)V

]

，或均可。3DG6[PcM

100mW,BU

ceo

(1530)]（6）耦合電容

C1和

C2一般選幾十微法，射極旁路電容

Ce一般選

100微法左右。射極輸出器射極輸出器的特色及電路的引出一個放大器經常不單希望輸入級有較高的輸入電阻，并且還希望輸出級擁有較低的輸出電阻。以便減少對前一級的影響和負擔以及提升推進負載的能力。前面介紹的擁有負反應的共射電路，雖然提升了輸入電阻，但其輸出電阻大概上仍同沒有反應的共射電路同樣，大概等于集電極電阻RC,所以為了進一步減小輸出電阻，共射電路還需要改良。假如把集電極的電路（即共發(fā)射極電路）改接成發(fā)射極輸出的電路，如圖圖a這樣輸出電壓不就直接反應到輸入端來了？這樣的電路輸出電阻是否是也能夠減小呢？回答是必定的。在圖a（b）中。因為，①所以當負載顛簸時，電壓負反應的過程以下：說明負載顛簸所造成的輸出電壓的變化在發(fā)射極輸出的電路中也大大減小了，換句話講，發(fā)射極輸出電路的輸出電阻能夠大大減小。在圖a（b）中，輸出電壓取自晶體管的發(fā)射極，所以取名為射極輸出器。依據(jù)電路圖不難看出，射極輸出器因為發(fā)射極接有電阻，它的輸入電阻也能夠有大幅度的提升。而依據(jù)輸入回路的狀況，即①式所表達的輸出電壓與輸入電壓的關系?？梢娚錁O輸出器的輸出電壓老是略小于其輸入電壓，換句話講，它的電壓放大倍數(shù)老是略小于1。輸入電阻很高、輸出電阻很小以及電壓放大倍數(shù)略小于1，這就是射極輸出器的一個概貌。靜態(tài)工作點放大器的靜態(tài)基極電流仍舊是由基極偏流電阻供給的。可是，此刻基極對地的電壓不再是很小，不可以忽略不計，所以原來用來計算基極靜態(tài)工作電流的公式已經不再合用。一般狀況下，總有，所以②這一個公式再一次說明，因為基極回路的電流I比發(fā)射極回路的電流Ie要?。é?1）B倍，所以假如要把發(fā)射極電阻Re完整折合到基極回路上去，即以為流過它的電流也是IB，那么折合過來的電阻應當比Re大（β+1）倍。換句話說，基極回路的總電阻由兩個電阻串連構成，一個是偏流電阻，另一個是折合到基極回路這一邊來的發(fā)射極電阻，即（β+1）Re，所以電源Ec除以基極回路的總電阻，就能夠求出基極的靜態(tài)工作電流。在圖b的射極輸出器中圖bEc=20V，Rb=200K，Re=3.9K，設β=60，假如忽視Ube，代入公式②，即得：基極靜態(tài)電流發(fā)射極電流發(fā)射極電壓管壓降為了計算射極輸出器的輸入電阻，圖b（b）畫出了它的溝通等效電路。圖c因為集電極直接接電源，所以對溝通信號來說，集電極相當于接地。換句話說，從溝通等效電路來看，放大器的輸入回路和輸出回路均以晶體管的集電極為其公共點，所以射極輸出器又叫做“共集電極放大電路”。暫不考慮負載電阻和基極偏流電阻的影響，所以在圖上都畫成了虛線。依據(jù)圖c（b）能夠寫出輸入回路的關系。在不考慮Rb的狀況下，輸入電流，所以這時放大器的輸入電阻這個式子的意思是很明顯的，在暫不考慮Rb的狀況下，從射極輸出器的輸入端AB兩點看進去的輸入電阻應當是Rbe和（β+1）β+1）Re這兩個電阻的串連。所以是（Re而不是Re，就是所以基極電流比發(fā)射極電流小β倍，所以假如要將完整折合到基極回路來，就一定增大倍（β+1）。以圖b為例：Ec=20V，Rb=200K，Re=3.9K，β=60，Ie=2.8mA上式說明在暫不考慮基極偏流電阻的狀況下，射極輸出器的輸入電阻近似等于發(fā)射極電阻的β倍。以射極輸出器的輸入電阻一般都能夠達到幾十千歐到幾百千歐，比起集電極輸出電路（即共發(fā)射極電路）的輸入電阻提升幾十倍到幾百倍。假如像圖b那樣，射極輸出器帶有負載，則輸出端的等效負載為，所以式應改寫為假如再把基極的偏流電阻考慮在內，則射極輸出器實質的輸入電阻

所rsr≈Rb//rsr≈Rb//RβRL關于大部分狀況來說，以為老是（β+1）≈β，，這時射極輸出器的輸出電阻近似為仍以圖a為例，設信號源內阻RΩ，又已知Rbe≈0.9K,β=60,R，Re=3.9K，則x=600b=200K可見，射極輸出器的確能夠獲取很低的輸出電阻。例題要設計一個射極輸出器，負載電阻RL=300Ω，輸出電壓=2.5V，已知晶體管β=501）算出要求的電壓輸出范圍因為設計時，留有必定的余量，考慮，即總的輸出幅度（或叫作跟從范圍）應為8V這樣，就能夠把坐標系上的輸出幅度限制下來了。圖d但考慮晶體管有1V左右的飽和壓降，所以在圖d中，標定的輸出范圍是從到之間?？梢姡o態(tài)工作點已經定了。2）確立電流輸出的范圍由設計要求能夠算出負載電流（即輸出電流）的峰值IRL=所以，必定Iem＞IRL，同時要使輸出波形不失真，射極的靜態(tài)電流一定大于IRL，即第一步，我們選。這樣，就能夠在圖3d長進一步標出射極輸出器的靜態(tài)長作點和電流的變化范圍。所以，依據(jù)輸出范圍所規(guī)定的矩形就能夠畫出射極輸出器的溝通負載線。依據(jù)溝通負載線的斜率就能夠計算射極輸出端的總負載電阻。即所以Ic選15mA，進一步標出靜態(tài)工作點Q和Ic電流的變化范圍2Icm=30mA。所以：因為所以即Re=2.4K依據(jù)已定的靜態(tài)工作點和和發(fā)射極電阻，即能夠確立電源電壓明顯，所選電源電壓太高了。原由在哪里呢？因為，已知IRL=13.3mA，此刻選15mA，所以IRem必定很小，也就是要求Re＞＞RL。大固然能夠使溝通的更多地流到負載電阻上去，即相對地更大些，可是卻造成直流的壓降過大（如本例題中），因此要求電源電壓很高才行。第二步，依據(jù)前面的剖析，使Ic=(1.5—2)IRLm比較適合，不宜選得太小。為此我們選20mA，從頭在圖上標出靜態(tài)工作點和相應的電流變化范圍。從頭確立的總負載電阻RL=則這時Ec=Uce+IeRe=5V+20mAΧ0.6K=17V實質上，按電源的標準化設計，能夠選18V，這時電路的其余設計參數(shù)都不用更動，惟獨使靜態(tài)工作點沿著橫軸的方向右移1V，這就是說令即可。（3）確立基極偏置電阻所以實取Rb=13K（4）確立晶體管的管型考慮到晶體管的集電極消耗功率，所以選高頻小功率硅管D766C，它的極限參數(shù)為。前兩項都能夠知足要求，固然略小一些，但考慮到電流超出只可是惹起降落，不致破壞，故仍是可行的。到此為止，電路的設計已經達成，電路和元件參數(shù)都標在圖3-58的電路圖上。因為，所以圖b的溝通負載線、直流負載線以及工作點都需要略為向右平移，圖上就不畫了。依據(jù)前面的議論，理論上也完整能夠證明，為了使射極輸出器的跟從范圍盡可能大，除了應使靜態(tài)工作點大概在溝通負載線中央這一個一般原則之外，應當使Ic=(1.5—2)這些都能夠作為此后設計射極輸出器時的依照。

IRLm4、共基放大電路除了前面已經詳盡介紹過的共發(fā)射極放大電路和共集電極放大電路（即射極輸出器）之外，在一些高頻放大電路或其余特別狀況下有時也采納共基極放大電路，如圖甲（a）所示。甲圖中Ee和Re用來給電路設置靜態(tài)工作點。輸入信號經過隔直電容C1加到晶體管的e-b極之間，而c-b極輸出，電路的溝通通道如圖甲(b)所示，因為輸出端和輸入端以晶體管的基極為公共端，所以叫共基極放大電路。.

.

.

.在共基極電路中，晶體管的輸入電流為

Ie輸