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详解共射放大电路的发射极电流和Rc、RE

CHANBAEK 来源:小陈是个工程师 作者:xiaoxiaodawei 2023-01-10 14:45 次阅读

这一节继续对共射放大电路进行总结分析,确定发射极电流和Rc、RE!

关键:共射放大器电路;

poYBAGO9BreAbQJxAAAz_B8p8aE969.jpg

表1-1 共射放大电路的设计规格

确定发射极电流的工作点

接着是设定工作点,晶体管的性能,特别是频率特性随着发射极电流(或者集电极电流)变化而产生很大变化。图1-1是表示2SC2458晶体管的频率特性与发射极电流的曲线图:

pYYBAGO9BreADLb4AABSnfStyLw385.jpg

图1-1 2SC2458的频率特性与发射极电流的关系

图1-1中fT称为晶体管的特征频率,他表示交流电流放大系数为1时的频率,它的值随着发射极电流从30~500MHz有很大变化,由该曲线图可知,如果希望频率特性最好(fT最高),必须将IE设定在400mA。

对于噪声特性也一样,存在着噪声最小的集电极电流,在同一晶体管中,频率特性最好的发射极电流与噪声特性最好的发射极电流是不同的。即使这样,因为该电路没有其他更详细的规定,所以如果IE为最大额定值以下,不管多少毫安都是没有关系的,在这里取1mA,只是为了计算更加方便。

02确定Rc、RE的方法

由前面章节可知,电路的放大倍数由Rc与RE之比来决定的,所以令放大倍数Av=5,取Rc:RE=5:1。为了吸收基极-发射极间电压VBE随温度的变化,而使工作点(集电极电流)稳定,RE的直流压降必须在1V以上,这是因为VBE约为0.6V,然而它具有-2.5mV/℃的温度特性,这是由于VBE的变动,发射极电位也跟着变动,集电极电流也发生变化的缘故。

在这里,去RE的压降为2V,因此Ic=1mA,则可以得到发射极电阻为:

pYYBAGO9BreAMfZZAAAGNYESdoY736.jpg

所以可以得到集电极电阻为:

poYBAGO9BreAG5lUAAAEuPXlJsA031.jpg

晶体管的集电极-发射极间电压VCE为集电极电位Vc减去发射极电位VE,所以可以得到晶体管集电极-发射极间电压VCE为:

poYBAGO9BreAGOPMAAAGTc0t_k8089.jpg

晶体管的集电极损耗Pc(在集电极-发射极间发生的功率损耗,它变成了热量)为:

poYBAGO9BreAbRSYAAAFBw0NnkE439.jpg

可知Pc在晶体管规定的最大额定值以下,还有Rc的值太大,则在Rc本身的压降变大,集电极电位下降,在输出振幅大时,集电极电位靠近发射极电位,削去波形的下侧;相反,Rc的值过小时,则集电极电位靠近电源电位,削去波形的上侧。因此,在最大输出振幅时,如果电位关系成为削去波形的关系,则有必要调整VE或者Ic的设定来重新求出Rc与RE了。最好的办法是将集电极电位Vc设定在Vcc与VE的中点,但是像本设计那样,只要满足最大输出振幅的规格,也没有必要特定去将集电极电位Vc设定在中点。

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