共射放大電路:三極管基極(b)輸入小信號,發(fā)射極(c)輸出大信號。
共射放大電路既放大電流又放大電壓。
(一)各部分的直流電位
計(jì)算直流電位確定合適的靜態(tài)工作點(diǎn),避免波形產(chǎn)生失真。
Vb = [R2/(R1+R2)]*Vcc
Ve = Vb - 0.7
Ic = Ie = Ve/Re
Vo = Vcc - Ic*Rc
(二)交流電壓放大倍數(shù)
Δie = Vi/Re (基極電壓與發(fā)射極電壓交流等電位Ve=Vi)
ΔVc = Δic*Rc = Δie*Rc = [Vi/Re]*Rc
Vo = ΔVc = Vi/Re*Rc
Av = Vo/Vi = Rc/Re
結(jié)論:放大倍數(shù)Av 與晶體管的直流電流放大系數(shù)hFE無關(guān),而是由Rc與Re之比來決定
(因?yàn)檎J(rèn)為基極電流為0,所以與hFE無關(guān),然而,嚴(yán)格來說是有關(guān)系的。)
注意:輸入電壓的最大值對應(yīng)c點(diǎn)電壓最小值(確保三極管工作在放大區(qū))。
共射放大電路設(shè)計(jì)過程:
1. 根據(jù)輸入輸出信號幅值,選擇供電電壓
為了輸出5V的輸出電壓,必須要5V以上的電源電壓。發(fā)射極電阻Re上最低加1 - 2V的電壓,所以為了使集電極電流流動(dòng),電源電壓最低必須為6 - 7V((5+1)- (5+2)V)。
本實(shí)驗(yàn)采用最容易得到的15V電源。
2.根據(jù)負(fù)載RL選擇Rc
RL =100kΩ Rc = 100kΩ * 1/10 = 10kΩ
3. 根據(jù)放大倍數(shù) Av 設(shè)定 Re 。
Re = Rc / 5 = 2kΩ
4. 根據(jù) Rc 和 Re 計(jì)算基極偏置電壓 Vb
設(shè) Vc = Vcc*1/2 = 7.5 v
Ic = Vc / Rc = 0.75mA
Ve = Ie * Re = Ic * Re = 1.5V
Vb = Ve + 0.7 = 2.2V
5. 根據(jù) Vb 與 Re 計(jì)算 R1 和 R2.
為了使基極電流 Ib 足夠小,R2 上流過的電流就要大,即 R2 的阻值就要足夠小。
Re‘ = βRe = 200kΩ
[ Ib = Ie/β = Ve/βRe Vi = Ve (基集與集電極交流等電位) Re’ = Vi / Ib 可推出 Re‘ = βRe ]
R2 = Re’/10 = 20kΩ
I(R2) = I(R1) = Vb / R2 = 2.2 / 20 mA = 0.11mA
R1 = (Vcc - Vb)/ I(R1) = 116kΩ
R1值在E24系統(tǒng)數(shù)列的電阻中是沒有的,所以取R1 = 120kΩ,R2 = 20kΩ。
5. 根據(jù)信號頻率 f 和 Ri ,Ro 計(jì)算C1,C2。
C1 與 Ri 構(gòu)成高通濾波器;C2 與 RL 構(gòu)成高通濾波器。
電解電容的選取與引號頻率有關(guān),電解電容對信號頻率的阻抗為0。
只要保證高通濾波器截止頻率低于信號頻率的1/10,就可以認(rèn)為對輸入信號阻抗為0。
f = 1/ (2πRiC1) 《 1KHz*1/10
Ri = R1 // R2 // Re‘
C1 = 1/(200*πRi) = 102 nF
C2 = 1/(200*πRL) = 15.9 nF
這里取C1 = C2 = 10 uF.
6. 輸入輸出波形
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