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晶体管电路设计--放大电路的工作

助工
2014-08-13 14:25:46     打赏

5倍放大电路:



在输入为1KHZ,1Vp-p情况下,在100KHZ负载情况下该电路的仿真效果图:


直流分析:


此时基极偏置电压由100K和22K电阻分压得到,约为2.6V。VB=R14/(R14+R16)*VCC


VE=VB-0.6V


IE=VE/Re=VE/R27=(VB-0.6)/R27


Vc=Vcc-Ic*Rc=VCC-Ic-R12;


这里由于Hfe比较大 Ic=IB+IE=IB(1+Hfe)             IE=Hfe * IB 可近似认为IB~~IC


交流分析:


在 Δie=vi/Re


Δvc=Δic*Rc


可认为集电极电流等于发射极电流,则Δic=Δie,,所以Δvc=Δie*Rc=vi/Re*Rc


vo=Δvc, Av=vo/vi=Rc/Re;


放大倍数与晶体管的直流放大系数hFE无关,由Rc和Re的比值决定的(这里认为基极电流为0,严格说来与hFE是有关系的)。


输入和输出端各有一个10uF的耦合电容,去降直流成分,电源端还有去耦电容(亦称旁路电路)去除电源纹波。为了输出5Vp-p电压,电源电压必须要5V以上。其次为了使集电极电流流动,Re上最低要加1-2V的电压,因此电源电压采用15V。


工作点:晶体管的性能特别是频率特性随着发射极电流(或集电极电流)变化产生很大变化。在频率特性与发射极电流的曲线中可以看出,可以找到最好的频率特性(即Ft的最高点)对就的Ie值。这里取Ie为1mA,,对应的特征频率为150左右。


确定RC与RE,前面确定了5倍的放大系数,RE的压降为2V,Ic=1mA.因此Re=Ve/Ie=2K,Rc=Re*Av=10K,.


可见输出在正0.6V左右出现了截止情况,大于为0.67V的输出被削峰。而且负的最大输出为2.1V放大倍数没有达到预想的5倍。


这是为什么么呢?


下面随意改动几个数据,将VCC串联电阻减小到10K的输出:



削峰现象消失,此时输出最大值为2.25,基本达到预期目标。


把R19减小为0时,情况又有好转。


请问这是什么原因呢.


原因其实是很简单的 就是直流工作点不合适,所以出现了饱合失真


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