共射極放大電路
放大電路是屬于模拟電子,而模拟電路是最神秘,難度較大的。
放大電路的概念
基本放大電路一般由一個三極管與相應的元器件組成的。放大電路主要用于放大微弱信号,輸出電壓或電流在幅度上得到了放大,輸出信号的能量得到了加強。
直流通路與交流通路
靜态:隻考慮直流信号,即Vi=0,各點電位不變(直流工作狀态)。直流通路:電路中無變化量,電容相當于開路的,電感相當于短路的。
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直流通路
電容C1和C2斷開,能通過直流通道的,從C、B、E向外看,有直流負載電阻,R1、R2。
靜态分析:矽管Vbe = 0.7V,鍺管Vbe = 0.3V,Ibq = (Vcc – Vbe)/R2 Icq = βIbq
Vceq = Vcc – IcqR1
動态:隻考慮交流信号,即Vi不為0,各點電位變化(交流工作狀态)。交流通路:電路中電容相當于短路的,電感相當于開路的,直流電源對公共端短路。
交流通路
微變等效電路
動态分析:Au = -βrl/Rbe Ri = R2//Rbe Ro = R1
例子:
放大電路
輸入信号幅度0.01V,頻率為20Hz~10000Hz
要求:輸入阻抗大于1KΩ,輸出阻抗大于2KΩ,電壓放大倍數50倍。
直流通路 交流通路
直流通路
交流通路
1、 确定Rc的電阻:由交流等效電路可以得出結論,輸出阻抗等于Rc,所以Rc = 2KΩ。
2、 設定電源的電壓:由于要求輸入信号幅度0.01V,在交流等效電路中,發射極的電阻Re旁路掉了(即交流信号,電容短路),所以Re就不存在了。Au = Rc/re' 而re'= Rc/Au = 2000Ω/50 = 40Ω Ic(mA) = 25/re'= 25/40Ω = 0.625mA,Vcc = 2Rc*Ic = 2*2000*(0.625/1000) = 2.5V。
3、 電阻Re的值:根據經驗所得,一般為1/10*Rc = 2000/10 = 200Ω。
4、 輸入信号的靜态電壓(基極對地的電壓):E極對地電壓Ue = Ie*Re, Ie≈Ic, 所以Ue = Ic*Re = 0.000625A*200Ω = 0.125V,因為三極管的BE極的壓降等于0.7V,得出B極電壓為Ub = Ube Ue = 0.7V 0.125V = 0.825V。
5、 Rb1和Rb2的選取:由直流等效電路可知,B極的電壓是有Rb1和Rb2的分壓,任意确定一個電阻的選取,比如Rb2 = 10KΩ,Ub = Vcc*(Rb2/(Rb1 Rb2))=0.825V,解得Rb1 ≈ 2.1KΩ。
6、 C3的的容量:旁路電容的容抗大于Re的10倍,公式Xc >= 10Re ①而容抗的公式為Xc = 1/(2πfc)② 由①②式得出C >=5/(πfRe) 得出電容的容量≥398uF,f的頻率為20Hz。
7、 輸入阻抗:交流等效電路可知,輸入阻抗等于Rb1//Rb2=10000//2100=1735Ω。
8、 C1和C2:兩個電容與電阻構成了高通濾波器,公式f=1/(2πRC),C1為4uF,C2為4.7uF。
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