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三极管放大电路原理及设计

看解析之前,可以先了解一下三极管的放大原理:

性格分析

下图是常见的三极管放大电路:

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从图中可以看到,电路的输出端是三极管的集电极。

假设三极管现在处于正常的放大状态,则输出信号满足以下公式:

Vout=Vcc-(Ic*Rc)

wKgaomQOvWaACMiCAAAdRl1Q5HM75.jpeg

从公式中可以看到,信号的输出主要跟Ic、Rc两个未知量有关。

其中,Ic与Ib的关系:

Ic=b * Ib

而三极管的β在实际的工作中是会变化的,下图是0805的β特性曲线:

wKgZomQOvWaAUtfNAADMBYPTbBM34.jpeg

从图中可以看到,其中的β会受到温度、Ic的变化而发生非线性变化。

现在假设β的理论值与实际值相差如下表所示:

wKgaomQOvWaALoWBAAAY9fyaiuc207.png

从以上的变化规律可以看到,由于β的非线性,导致Ic与Ib不成等比的增长。

这也是三极管做电流放大时,Ic出现非线性的重要原因。

虽然说三极管放大的电流出现了非线性,但是输出信号是由Ic和Rc共同决定的,如下式:

Vout=Vcc-(IbβRc)

从公式可以看出,通过改变Rc的大小,可以调整β的非线性因素对最终输出信号的影响大小。

现在基于以上的假设,通过改变Rc的大小,可以看到Rc压降的差异。

wKgZomQOvWaAMvLOAABALKSoGrY321.png

wKgaomQOvWaAL9iWAAA8xziCpeM593.png

从以上的表格可以知道,当电阻Rc取值100R时,Rc的理论压降值与实际的压降值相可达1V以上;

而当电阻取值10R时,Rc的理论压降值与实际的压降值相差在mV级别。

尽管Rc=10R与Rc=100R的压降变化规律是一致的,但是当Rc取值小时,其在后期的信号处理方面具有很大的优势。

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