使用單個(gè)晶體管設(shè)計(jì)放大器的步驟

放大器在將信號(hào)提升到所需電平方面起著重要作用，并廣泛用于音頻應(yīng)用。晶體管放大器可以輕松構(gòu)建，并且比其他類型的放大器更具成本效益。為了建立一個(gè)，你需要的是晶體管，電源，一些電阻器和電容器。對(duì)于復(fù)雜的放大器電路，請(qǐng)選擇此200W低音炮放大器。讓我們進(jìn)入使用晶體管的放大器電路的工作。

放大器的設(shè)計(jì)需要考慮幾個(gè)參數(shù)，例如從中獲得的增益、電流和電壓。通過仔細(xì)選擇組件和簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算，可以滿足所需的參數(shù)。本文將教您使用單個(gè)晶體管設(shè)計(jì)放大器所涉及的步驟。

加工：

上述電路使用簡(jiǎn)單的NPN晶體管Q1 2N4401，由9v電源供電。電阻值R1、R2、R3、R4和電容值C1、C2在輸入信號(hào)放大中起主要作用。因此，修復(fù)這些值需要一些簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算來滿足我們的放大要求。首先，我們需要根據(jù)所需的集電極電流和電壓固定集電極電阻R3的值。

由于我們需要晶體管來放大信號(hào)的負(fù)極和正極分量，因此建議給集電極電壓Vc等于1/2Vcc，即4.5v。因此，使用歐姆我們得到 R3 值

R3 = （Vcc – Vc） / Ic

R3 = （9v – 4.5v） / 1mA = 4500歐姆

4.7K是電阻的標(biāo)準(zhǔn)值，因此電路中采用4.7K。

流過集電極端子的電流將等于流過發(fā)射極端子Ic = Ie的電流。發(fā)射極中的電阻已經(jīng)內(nèi)置在晶體管中，稱為跨電阻，計(jì)算公式為。

R4 = 0.026V / Ie

R4 = 0.026V / 1mA = 26歐姆

放大電路的增益可以使用以下公式計(jì)算

增益 = Rc / Re = R3 / R4

由于小電阻會(huì)在電路中產(chǎn)生穩(wěn)定性問題，因此我們需要在發(fā)射極端子中添加自己的電阻。我們將在發(fā)射極中使用1K電阻來提供放大器電路的穩(wěn)定性。但是電阻的增加會(huì)降低獲得的增益，我們將通過添加一個(gè)與R4并聯(lián)的電容來形成一個(gè)高通濾波器來妥協(xié)它。

使用高通濾波器，我們可以傳遞指定頻率的信號(hào)。在這里，RC值的選擇方式允許300 Hz的信號(hào)。這可以通過下式計(jì)算

f = 1/（ 2 x pi x R x C ）

代入 R、f 值我們可以得到 C 值

300 Hz = 1/（2 x 3.14 x 1000 x C）

C = 0.000020F 或 20uF

現(xiàn)在集電極和發(fā)射極端子上的元件是固定的，我們?nèi)匀恍枰O(shè)置偏置晶體管的R1和R2值。

只有當(dāng)我們?cè)谄浠鶚O施加電壓推力時(shí)，晶體管才會(huì)接通，這等于硅晶體管的 0.6v。晶體管基極的電壓比發(fā)射極的電壓高0.6v，因此

Vb = Ve + 0.6V

Vb= 1v + 0.6v = 1.6v

因此，我們將采用分壓器向晶體管的基極提供電壓。電阻值R1和R2可以使用公式計(jì)算

Vout = R2 x Vin / （ R1 + R2 ）

重新排列這些方程，

R1/R2 = （ 輸入 – 輸出 ） / 輸出

R1/R2 = （ 9v – 1.6v ） / 1.6v = 4.6

因此，R1 需要比 R4 大 6.2 倍，并且近似值得到 R1 = 4.7K 和 R2 = 1K。

增加了2uF的電容C1，以消除輸入信號(hào)中的直流失調(diào)并保持電路穩(wěn)定。