一文读懂三极管放大电路的那些事

一、放大电路的组成与各元件的作用

Rb和Rc：提供适合偏置--发射结正偏，集电结反偏。C1、C2是隔直(耦合)电容，隔直流通交流。
 

共射放大电路
Vs，Rs：信号源电压与内阻；RL：负载电阻，将集电极电流的变化△ic转换为集电极与发射极间的电压变化△VCE
 

二、放大电路的基本工作原理

静态(Vi=0,假设工作在放大状态)分析，又称直流分析，计算三极管的电流和极间电压值，应采用直流通路(电容开路)。
基极电流：IB=IBQ=(VCC-VBEQ)/Rb
集电极电流：IC=ICQ=βIBQ
集-射间电压：VCE=VCEQ=VCC-ICQRc动态(vi≠0)分析：
 
，，

，

，

其中。


放大电路对信号的放大作用是利用三极管的电流控制作用来实现，其实质上是一种能量转换器。

三、构成放大电路的基本原则

放大电路必须有合适的静态工作点：直流电源的极性与三极管的类型相配合，电阻的设置要与电源相配合，以确保器件工作在放大区。输入信号能有效地加到放大器件的输入端，使三极管输入端的电流或电压跟随输入信号成比例变化，经三极管放大后的输出信号(如ic=β*ib)应能有效地转变为负载上的输出电压信号。

电压传输特性和静态工作点

一、单管放大电路的电压传输特性

图解分析法：


 

输出回路方程：


输出特性曲线：
 

AB段：截止区，对应于输出特性曲线中iB＜0的部分。

BCDEFG段：放大区

GHI段：饱和区

作为放大应用时：Q点应置于E处(放大区中心)。若Q点设置C处，易引起载止失真。若Q点设置F处，易引起饱和失真。

用于开关控制场合：工作在截止区和饱和区上。

二、单管放大电路静态工作点(公式法计算)

单电源固定偏置电路：选择合适的Rb，Rc，使电路工作在放大状态。


工作点稳定的偏置电路：该方法为近似估算法。


分压式偏置电路：

           

稳定工作点的另一种解释：温度T↑→IC↑→IE↑→VE↑(=IERe)↓(VB固定)，则IC↓IB↓VBE↓(=VB-VE)。

在静态情况下，温度上升引起IC增加，由于基极电位VB基本固定，该电流增量通过Re产生负反馈，迫使IC自动下降,使Q点保持稳定。Re愈大，负反馈作用愈强，稳定性也愈好。但Re过大，输出的动态范围(ΔVCE)变小，易引起失真。Rb1、Rb2愈小，VB愈稳定。但它们过小将使放大能力下降。工程设计时，应综合考虑电阻阻值的影响。

经验公式：I1=(5～10)IBQ，VEQ=IEQRe=0.2VCC(或VEQ=1～3V)。