长江工程职业技术学院信息工程系 430200
【文章摘要】
共射级放大电路是理解模拟电路的重点,也是难点。本文首先对共射级放大电路进行了分析,然后对共射级放大电路的设计提供了一个实用而且简单的方法。
【关键词】
共射级; 放大; 分析; 设计
1 电路结构
由于分压式射级偏置电路引入了发射极交直流负反馈电阻Re,大大减少了温漂对静态工作点的影响,在实际电路中广泛使用,或者在此基础上稍加改动,如将图1 中的Rb1 改成一个固定电阻和电位器串联的形式。
基本分压式射级偏置电路如图1 所示。
2 电路参数分析
静态参数(忽略IB 时)的情况如下:
VB=
VE=Vb-0.6
VC=VCC-IE ● Rc
VCE ≈ VCC-IE ● (Rc+Re)
动态参数如下:
这是带负载的电压放大倍数。
其中,RL’=Rc//RL
下面我们看一下空载时的电压放大倍数。
rbe 一般为几K,远小于(1+β)Re,可以忽略不计。空载可以看作RL 为无穷大, 故可得RL’=Rc//RL ≈ Rc。
所以空载放大倍数可以表示为:
从以上两个公式可以看出:
1) 放大倍数基本上与三极管的直流当大倍数无关。
2) 放大倍数只取决于集电极电阻和发射极电阻之比,而且Re 越大,放大倍数越小。
从另一个角度也可以得出这个结论。
我们只看变化的量,即交流部分,
所以
当然,以上是空载时的电压放大倍数,若街上负载,电压放大倍数会下降。
3 电路设计
设计一个空载放大倍数为5 倍的电压放大电路,给定VCC=12V,ui ≦ 100mV。
除了根据公式设计外,还有一些经验值可供参考。如一般可以取ICQ=(0.1~5) mA,并且VEQ ≥ 1V,尽量使VCEQ ≈ 。
据以上分析电路参数可以确定如下:
假定IEQ=1mA,VEQ =1V,则有
Re= =1kΩ
RC= 5×Re = 5kΩ,取5.1kΩ。
VB = VEQ + 0.6V = 1.6V
故= 6 . 5 , 可取Rb1=10kΩ,
取Rb2=62kΩ 或者68kΩ,或者使用一个100kΩ 的电位器。
4 提高电压放大倍数的方法
以上设计一个5 倍的放大电路比较容易实现,那么如何得到更大的放大倍数呢,下面给出一个设计思路。
图2 是发射极电阻串联的方法,图3 是发射极电阻并联的方法,两种电路形式均可以提高电压放大倍数。
现以图2 左边的电路为例进行分析,Re1 上有交直流信号通过,而Re2 上只有直流信号通过,故电压放大倍数为。
如设计一个空载放大倍数为40 倍的电压放大电路,给定VCC=12V, ui ≦ 100mV。
元件参数可以这样确定:
Re1= =125Ω,可取120Ω。
将上个设计中的Re 分解成(Re1+Re2),故
Re2=880Ω,可取910Ω。
电路中其它元件参数不变。
本文对共发射级放大电路进行了计,在实际的电路中还会涉及到很多其它的问题,比如放大电路的最大输出摆幅,带负载能力等,这些都是与本文有关的问题,它们相互之间是有密切联系的,本文只是就其中一个问题进行了重点探讨。
【参考文献】
[1] 铃木雅臣,晶体管电路设计(上), 科学出版社,2004.9,16-24。
[2] 韩峰,刘媛媛,韩冰,放大电路最大不失真幅度的估算与静态工作点设置,河北北方学院学报(自然科学版),2013.6,第29 卷第3 期011