雙極型晶體管放大電路設(shè)計

第第頁雙極型晶體管放大電路設(shè)計目標(biāo)：設(shè)計10倍的放大電路

典型的電路圖如上所示，先忽略圖中的數(shù)值

步驟1：計算直流工作點(diǎn)

采用Lts（pi）ce里npn默認(rèn)的雙極性三極管，基極和集電極之間的壓降為0.77V

步驟2：計算交流放大倍數(shù)

將交流（信號）加載在三極管基極后，發(fā)射極的（電流）交流量為

所以放大倍數(shù)為

步驟3：確定電壓（電源）

V1的確定，R4分壓需要最低1~2V，因?yàn)镽4處于分母，如果過小，電路容易受到溫度等因素的影響，使工作點(diǎn)（集電極電流）更穩(wěn)定。

這個原因是，一般的VB-VE=0.77V，具有-2.5mV/℃的溫度特性，集電極的電流隨溫度變化為-2.5mV/R4，R4過小，則工作點(diǎn)不穩(wěn)定。

步驟4：確定晶體管

（晶體管）根據(jù)用途大致可以分為高頻（2SAXXXX，2SCXXXX）與低頻（2SBXXXX，2SDXXXX），進(jìn)一步還可以分為小信號和大功率（在型號上不能區(qū)分）

晶體管的小信號直流放大系數(shù)按照顏色分為四類【注意交流放大倍數(shù)和直流放大系數(shù)無關(guān)】

O：70~140

Y：120~240

GR:200~400

提單：350~700

注意最大的工作電壓。

步驟5：確定發(fā)射極電流的工作點(diǎn)

a.fT為晶體管的特征頻率，表示交流放大系數(shù)為1時的頻率。如果希望特征頻率最高，必須將IE設(shè)定在合適數(shù)值。

b.對噪聲特性，存在著噪聲最小的集電極電流（~發(fā)射機(jī)電流）

但一般來說，對于同一晶體管，特征頻率最好時發(fā)射極電流和噪聲特性最好時發(fā)射機(jī)電流是不同的。對于小信號共發(fā)射極放大電路的IE大小可以從0.1mA至數(shù)毫安。

這里取發(fā)射極電流為1mA，則R4=2V/1mA=2kΩ

步驟6：確定R3

放大倍數(shù)為10倍。

晶體管集電極和發(fā)射極之間的電壓為

此時晶體管的功耗為

將會全部轉(zhuǎn)換成熱。

另外，還需要注意R3的過大和過小，將會引起放大信號的削頂活削底，最好是使得VC處于VE和V1之間，那此時的放大倍數(shù)是不是只有1了？后面會介紹有辦法做到這樣子，即將直流工作點(diǎn)和交流的放大倍數(shù)分開，利用（電容）隔直流通交流的特點(diǎn)，直流電阻和交流的電阻不同即可。

步驟7：確定R1和R2

所以R2承受的壓降為2.77V，而R1承受的壓降為V1-2.77V=25-2.77=22.23V

根據(jù)直流放大倍數(shù)h_FE的取值范圍可以計算基極的電流，假設(shè)h_FE=100,則基極電流為1mA/h_FE=0.01mA

因?yàn)橛斜匾沟昧鹘?jīng)R1和R2之間的電流比基極電流大許多（大于10倍以上），使得基極電流可以被忽略，這里取0.1mA。

則R1=222.3kΩ，R2=27.7k歐姆

得捷上查到有223kΩ和28kΩ的電阻，令R1=223k，R2=28k

步驟8：確定（耦合）電容C3和C4

耦合電容C3和C4，需要考慮

a.耦合電容很小時，在濾波效果上難于通過低頻，頻率特性下降，可以選擇1uF

b.（高通）（濾波器）截止頻率fC=1/(2piCR)，振幅特性下降3dB(下降到1/sqrt(2)的頻率)

步驟9：確定去耦電容C3和C4

a.電源對地的電容為去耦電容，如果沒有這個電容，電路的交流特性變得很奇特，嚴(yán)重時會產(chǎn)生振蕩

b.電容的容抗為1/（2pifC），頻率越高，容抗越小。但實(shí)際上內(nèi)部感抗成分因素影響導(dǎo)致某個頻率開始容抗反而更高，在結(jié)構(gòu)上，小容量的（電容器）在高的頻率處，二大容量的電容器則在較低的頻率處

大容量的電容器（1~100uF，如10uF），即使離電路遠(yuǎn)一些也沒有問題，而小容量電容（0.01~0.1uF，如0.1uF）應(yīng)該緊靠電路安置，以減小布線的阻抗。

可以看到輸入為±1V，輸出的正向有10V，但負(fù)向并未到-10V，削底了。怎么辦呢？我們嘗試增加R4的數(shù)值，使得VC的工作點(diǎn)處于VE和V1的中間。

此時看到?jīng)]有削頂也沒有削底，但放大倍數(shù)變小了，因?yàn)槲覀兏淖兞薘4的阻止，為了不改變放大倍數(shù)，