直流通路下的共射、共集、共基放大電路分析
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圖1
基本的共射放大電路如圖所示,在模電書里應(yīng)該經(jīng)常遇見,不過那時更多的是分析靜態(tài)工作點,交、直流放大倍數(shù),然而在真正的電路設(shè)計中,R1和R2的取值范圍應(yīng)該是多少呢?或者說它們應(yīng)該如何取值呢?
已知NPN型管2N2219是硅型管,處于放大正常工作時飽和電壓Ube=0.7V。首先是對R1的選擇,2N2219的Ib最大值是800mA,僅僅選取R1使其電流值小于800mA顯然是不行的,一般Ib的電流值為幾mA到uA,因為Ic最大值是800mA,按照普通的100倍的放大倍數(shù)算Ib最大也只能到8mA
按此標準就可以取值了,比如R1=10k(先分析分析看是否合適),這時Ib=0.43mA,假設(shè)放大倍數(shù)是100倍(粗略估算,所以取這個值)則Ic=43mA,為了使三極管工作在放大區(qū),必須要求Uce>Ube,則Uce起碼應(yīng)該大于0.7V,恩,假設(shè)是1v(應(yīng)該比這大,因為在動態(tài)條件下還會有一個交流信號,要防止出現(xiàn)飽和失真),那么R2應(yīng)該取值為R2=(12-1)V/43mA=256Ω,即R2不能比256大了(估算,放大倍數(shù)等等很多因素在,但是就是在這個附近)。所以可以取R2=200Ω及其以下(R2越小則Uce越大)
仿真如下所示
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圖2 R2=50Ω
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圖3 R2=200Ω
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圖4 R2=350Ω,進入飽和區(qū)。
如果R1=1k可以再計算一下,Ib=4.3mA,Ic=430mA,R2只能取26Ω以下,這樣一來就對電阻的要求太高了。
同時應(yīng)該注意到一個現(xiàn)象,當(dāng)R2=50Ω或200Ω的時候在Ib沒變時Ic發(fā)生了變化,從77.5mA變到了45.5mA,跟按照三極管輸出特性曲線好像不重合啊(好像跟飽和區(qū)的性質(zhì)差不多:Ic隨Uce的增大而增大)。
下面說一下三極管的各種狀態(tài):
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圖5 三極管輸出特性曲線
其實圖上的只是在理想狀態(tài)下的曲線,在實際中平行的那部分應(yīng)該也是向上的,只不過角度沒有在飽和區(qū)那么大罷了。而在判斷一個三極管是否在飽和區(qū)也不能看是否是Ic隨Uce的增大而增大,而應(yīng)該看Ube增大時,Ib隨之增大,但Ic增大不多。
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圖6 注意跟圖4比較,此時Ib明顯增大但Ic基本沒變
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圖7 跟圖2比較,Ib增大時Ic也增大,處于放大區(qū)。
共集電極放大電路
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圖8 共集電極放大電路
圖8中的R1,R2如何選擇呢?由于R2是在發(fā)射極上,所以Uce電壓肯定大于5v,也就是說集電結(jié)反偏,這時只要保證發(fā)射結(jié)正偏而Ib電流值合適就可以了。所以R1,R2的選擇只用跟著十幾要求就可以了,比較廣泛,都可以從幾百歐到幾k
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R1的選取對電路電流的影響不大,關(guān)鍵是R2,R2越大基極和射極電流就越小。
共基極放大電路:
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R1,R2應(yīng)該選擇多少呢?
Ie一般都是在幾十mA,假定Ie=43mA、此時R1約為100Ω,Ic約等于Ie=43mA,為了保證Uce反向偏置,還要保證Uce>1v則R2最大取256Ω,根據(jù)Uo的輸出情況可以取R2為幾十到200之間
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