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使用单个晶体管设计放大器的步骤

科技观察员 来源:gadgetronicx 作者:gadgetronicx 2023-07-02 11:53 次阅读

放大器在将信号提升到所需电平方面起着重要作用,并广泛用于音频应用。晶体管放大器可以轻松构建,并且比其他类型的放大器更具成本效益。为了建立一个,你需要的是晶体管,电源,一些电阻器电容器。对于复杂的放大器电路,请选择此200W低音炮放大器。让我们进入使用晶体管的放大器电路的工作。

放大器的设计需要考虑几个参数,例如从中获得的增益、电流和电压。通过仔细选择组件和简单的数学运算,可以满足所需的参数。本文将教您使用单个晶体管设计放大器所涉及的步骤。

poYBAGSg9JqATUJ7AABn5oYkilc107.png

加工:

上述电路使用简单的NPN晶体管Q1 2N4401,由9v电源供电电阻值R1、R2、R3、R4和电容值C1、C2在输入信号放大中起主要作用。因此,修复这些值需要一些简单的数学运算来满足我们的放大要求。首先,我们需要根据所需的集电极电流和电压固定集电极电阻R3的值。

由于我们需要晶体管来放大信号的负极和正极分量,因此建议给集电极电压Vc等于1/2Vcc,即4.5v。因此,使用欧姆我们得到 R3 值

R3 = (Vcc – Vc) / Ic

R3 = (9v – 4.5v) / 1mA = 4500欧姆

4.7K是电阻的标准值,因此电路中采用4.7K。

流过集电极端子的电流将等于流过发射极端子Ic = Ie的电流。发射极中的电阻已经内置在晶体管中,称为跨电阻,计算公式为。

R4 = 0.026V / Ie

R4 = 0.026V / 1mA = 26欧姆

放大电路的增益可以使用以下公式计算

增益 = Rc / Re = R3 / R4

由于小电阻会在电路中产生稳定性问题,因此我们需要在发射极端子中添加自己的电阻。我们将在发射极中使用1K电阻来提供放大器电路的稳定性。但是电阻的增加会降低获得的增益,我们将通过添加一个与R4并联的电容来形成一个高通滤波器来妥协它。

使用高通滤波器,我们可以传递指定频率的信号。在这里,RC值的选择方式允许300 Hz的信号。这可以通过下式计算

f = 1/( 2 x pi x R x C )

代入 R、f 值我们可以得到 C 值

300 Hz = 1/(2 x 3.14 x 1000 x C)

C = 0.000020F 或 20uF

现在集电极和发射极端子上的元件是固定的,我们仍然需要设置偏置晶体管的R1和R2值。

只有当我们在其基极施加电压推力时,晶体管才会接通,这等于硅晶体管的 0.6v。晶体管基极的电压比发射极的电压高0.6v,因此

Vb = Ve + 0.6V

Vb= 1v + 0.6v = 1.6v

因此,我们将采用分压器向晶体管的基极提供电压。电阻值R1和R2可以使用公式计算

Vout = R2 x Vin / ( R1 + R2 )

重新排列这些方程,

R1/R2 = ( 输入 – 输出 ) / 输出

R1/R2 = ( 9v – 1.6v ) / 1.6v = 4.6

因此,R1 需要比 R4 大 6.2 倍,并且近似值得到 R1 = 4.7K 和 R2 = 1K。

增加了2uF的电容C1,以消除输入信号中的直流失调并保持电路稳定。

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