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三极管放大电路设计

2018-2-27 17:00| 发布者: admin| 查看: 3550| 评论: 0

摘要: 虽然目前集成电路已经相当普及,我们可以利用集成电路很容易的放大任何信号,但在一些普通的应用中有时我们还是需要搭建一个分立元件组成的放大电路。例如:要设计一个输入输出为5倍的放大电路。要求频率50MHZ,输出 ...
虽然目前集成电路已经相当普及,我们可以利用集成电路很容易的放大任何信号,但在一些普通的应用中有时我们还是需要搭建一个分立元件组成的放大电路。
例如:要设计一个输入输出为5倍的放大电路。要求频率50MHZ,输出电压不低于5v。这时候我们完全可以用一个三极管来完成这个设计。如下图:


三极管单管放大电路
学过三极管的人都知道,这是一个典型的共发射机放大电路,其中R2R3构成三极管B极分压电阻,C4C3为输入输出耦合电容,R1R4为C极极E极电阻。那么这个电路和我们的设计要求有什关系呢?下面我们就来具体的分析一下这个电路的工作原理及各元器件的取值。
首先根据设计要求输出电压不低于5V,那么我们的整个电路的供电必须要大于5V,由于三极管极C极,E基电阻,及三极管CE间都存在压降,在设计中我们为了保证系统的稳定运行一般在R4上加1v---2v不等的电压,假设三极管CE压降为1V,那么我们的系统供电最少应为9V,这里我门取15V。
确定完电源电压,接下来我们来确定频率,要求50mhz,我们的三极管频率必须大于50MHZ.三极管CE间最大电压应该大于15v的所有NPN三极管都可以。这里我们选择常用的S8050下面是该三极管的参数。
极性:NPN;材料:硅;最大集电极电流(A):0.5 A;直流电增益:10 to 60;功耗:625 mW;最大集电极-发射极电压(VCEO):25;[1]特征频率:150 MHz
由上图可知,器其VCEO为25V,特征频率150MHZ完全符合要求。
刚才我们说到,为了保证系统的稳定性我们需要在R4两端加1-2v电压,这里我们取2V。应为要求放大倍数为5倍,所以我们三极管C极电阻及E极电阻应相差5倍。即R1/R4=5 这里我们选取常用的10K与2K电阻即可。10K/2K=5.
下面我们来确定B基偏压电阻,在日常设计中,我们常去B基电流为100ua左右,所以R3两端电压应为E及电压+(0.6-0.7V)BE压降为2.7V;2.7/100u大约为27K这里我们取50K.那么R2=(15-2.7)/(2.7/50K)=227K,这里我们取150K。就可以。
电容C4、C3我们用电容容抗公式1/2πFc 只要容抗不大适当选择就可以,C1C2则主要为了减少电源波纹及干扰C1我们选取0.1UF无极性电容就可,C2为耐压大于15V100UF左右的电容就可。
如果大家有兴趣有条件,完全可以在面包板上搭建该电路测试,用信号发生器输入1Vvpp正弦波,在C极用示波器观察波形大约输出5Vpp波形。有条件的可以更换不同型号NPN三极管观察数处波形。

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