一文讀懂三極管放大電路的那些事

一、放大電路的組成與各元件的作用

Rb和Rc：提供適合偏置--發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。C1、C2是隔直(耦合)電容，隔直流通交流。
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共射放大電路
Vs，Rs：信號(hào)源電壓與內(nèi)阻；RL：負(fù)載電阻，將集電極電流的變化△ic轉(zhuǎn)換為集電極與發(fā)射極間的電壓變化△VCE
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二、放大電路的基本工作原理

靜態(tài)(Vi=0,假設(shè)工作在放大狀態(tài))分析，又稱(chēng)直流分析，計(jì)算三極管的電流和極間電壓值，應(yīng)采用直流通路(電容開(kāi)路)。
基極電流：IB=IBQ=(VCC-VBEQ)/Rb
集電極電流：IC=ICQ=βIBQ
集-射間電壓：VCE=VCEQ=VCC-ICQRc動(dòng)態(tài)(vi≠0)分析：
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，，

，

，

其中。


放大電路對(duì)信號(hào)的放大作用是利用三極管的電流控制作用來(lái)實(shí)現(xiàn)，其實(shí)質(zhì)上是一種能量轉(zhuǎn)換器。

三、構(gòu)成放大電路的基本原則

放大電路必須有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)：直流電源的極性與三極管的類(lèi)型相配合，電阻的設(shè)置要與電源相配合，以確保器件工作在放大區(qū)。輸入信號(hào)能有效地加到放大器件的輸入端，使三極管輸入端的電流或電壓跟隨輸入信號(hào)成比例變化，經(jīng)三極管放大后的輸出信號(hào)(如ic=β*ib)應(yīng)能有效地轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)載上的輸出電壓信號(hào)。

電壓傳輸特性和靜態(tài)工作點(diǎn)

一、單管放大電路的電壓傳輸特性

圖解分析法：


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輸出回路方程：


輸出特性曲線：
?

AB段：截止區(qū)，對(duì)應(yīng)于輸出特性曲線中iB＜0的部分。

BCDEFG段：放大區(qū)

GHI段：飽和區(qū)

作為放大應(yīng)用時(shí)：Q點(diǎn)應(yīng)置于E處(放大區(qū)中心)。若Q點(diǎn)設(shè)置C處，易引起載止失真。若Q點(diǎn)設(shè)置F處，易引起飽和失真。

用于開(kāi)關(guān)控制場(chǎng)合：工作在截止區(qū)和飽和區(qū)上。

二、單管放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)(公式法計(jì)算)

單電源固定偏置電路：選擇合適的Rb，Rc，使電路工作在放大狀態(tài)。


工作點(diǎn)穩(wěn)定的偏置電路：該方法為近似估算法。


分壓式偏置電路：

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穩(wěn)定工作點(diǎn)的另一種解釋?zhuān)簻囟萒↑→IC↑→IE↑→VE↑(=IERe)↓(VB固定)，則IC↓IB↓VBE↓(=VB-VE)。

在靜態(tài)情況下，溫度上升引起IC增加，由于基極電位VB基本固定，該電流增量通過(guò)Re產(chǎn)生負(fù)反饋，迫使IC自動(dòng)下降,使Q點(diǎn)保持穩(wěn)定。Re愈大，負(fù)反饋?zhàn)饔糜鷱?qiáng)，穩(wěn)定性也愈好。但Re過(guò)大，輸出的動(dòng)態(tài)范圍(ΔVCE)變小，易引起失真。Rb1、Rb2愈小，VB愈穩(wěn)定。但它們過(guò)小將使放大能力下降。工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮電阻阻值的影響。

經(jīng)驗(yàn)公式：I1=(5～10)IBQ，VEQ=IEQRe=0.2VCC(或VEQ=1～3V)。