放大电路的核心元件是三极管,所以要对三极管要有一定的了解。用三极管构成的放大电路的种类较多,我们用常用的几种来解说一下(如图1)。图1是一共射的基本放大电路,一般我们对放大电路要掌握些什么内容?
- 分析电路中各元件的作用;
- 解放大电路的放大原理;
- 能分析计算电路的静态工作点;
- 理解静态工作点的设置目的和方法。
以上四项中,最后一项较为重要。共射的基本放大电路实例解析
理解静态工作点的设置目的和方法 放大电路:就是将输入信号放大后输出,(一般有电压放大,电流放大和功率放大几种,这个不在这讨论内)。先说我们要放大的信号,以正弦交流信号为例说。在分析过程中,可以只考虑到信号大小变化是有正有负,其它不说。上面提到在图1放大电路电路中,静态工作点的设置为Uce接近于电源电压的一半,为什么?
这是为了使信号正负能有对称的变化空间,在没有信号输入的时候,即信号输入为0。假设Uce为电源电压的一半,我们当它为一水平线,作为一个参考点。当输入信号增大时,则Ib增大,Ic电流增大,则电阻R2的电压U2=Ic×R2会随之增大,Uce=VCC-U2会变小。U2最大理论上能达到等于VCC,则Uce最小会达到0V。这是说,在输入信增加时,Uce最大变化是从1/2的VCC变化到0V。 同理,当输入信号减小时,则Ib减小,Ic电流减小。则电阻R2的电压U2=Ic×R2会随之减小,Uce=VCC-U2,会变大。在输入信减小时,Uce最大变化是从1/2的VCC变化到VCC。这样,在输入信号一定范围内发生正负变化时,Uce以1/2VCC为准的话就有一个对称的正负变化范围,所以一般图1静态工作点的设置为Uce接近于电源电压的一半。 要把Uce设计成接近于电源电压的一半,这是我们的目的,但如何才能把Uce设计成接近于电源电压的一半?这就是看我们的手段了。 这里要先知道几个东西,第一个是我们常说的Ic、Ib,它们是三极管的集电极电流和基极电流,它们有一个关系是Ic=β×Ib。但我们初学的时候,老师很明显的没有告诉我们,Ic、Ib是多大才合适?这个问题比较难答,因为牵涉的东西比较的多。但一般来说,对于小功率管,一般设Ic在零点几毫安到几毫安中功率管则在几毫安到几十毫安,大功率管则在几十毫安到几安。 在图1中,设Ic为2mA,则电阻R2的阻值就可以由R=U/I来计算。VCC为12V,则1/2VCC为6V,R2的阻值为6V/2mA,为3KΩ。Ic设定为2毫安,则Ib可由Ib=Ic/β推出,关健是β的取值了。β一般理论取值100,则Ib=2mA/100=20#A,则R1=(VCC-0.7V)/Ib=11.3V/20#A=56.5KΩ。但实际上,小功率管的β值远不止100,在150到400之间,或者更高。所以若按上面计算来做,电路是有可能处于饱和状态的。 所以有时我们不明白,计算没错,但实际不能用。这是因为还少了一点实际的指导,指出理论与实际的差别。这种电路受β值的影响大,每个人计算一样时,但做出来的结果不一定相同。也就是说,这种电路的稳定性差,实际应用较少。但如果改为图2的分压式偏置电路,电路的分析计算和实际电路测量较为接近。
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