晶體管共發(fā)射極電路設(shè)計(jì)

易于使用的電子電路設(shè)計(jì)指南，用于設(shè)計(jì)公共發(fā)射極晶體管放大器級(jí)的電子電路設(shè)計(jì)，顯示電子元件值的計(jì)算。

普通發(fā)射極放大器應(yīng)用廣泛，其電子電路設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單。

有一些簡(jiǎn)單的計(jì)算可以與簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)流程相結(jié)合，以給出可靠的結(jié)果。在共發(fā)射極放大器設(shè)計(jì)中采用首選元件值非常容易。

共發(fā)射極放大器有幾種變體，這些變體可以很容易地在設(shè)計(jì)中容納。常見(jiàn)發(fā)射極放大器設(shè)計(jì)的最基本形式是簡(jiǎn)單的邏輯緩沖器/輸出，由一個(gè)晶體管和幾個(gè)電阻組成。這可以添加一些額外的元件，使其成為具有直流偏置和發(fā)射極旁路電阻的交流耦合放大器。

簡(jiǎn)單的邏輯共發(fā)射極放大器設(shè)計(jì)

這種非常簡(jiǎn)單的邏輯緩沖器或共發(fā)射極放大器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)與任何設(shè)計(jì)一樣簡(jiǎn)單。

電路設(shè)計(jì)顯示了帶有輸入電阻和集電極電阻的晶體管。輸入電阻用于限制流入基極的電流，集電極電阻用于在輸出端產(chǎn)生該電壓。

當(dāng)輸入端出現(xiàn)邏輯高電平時(shí)，電流流過(guò)R1并流入基極。這會(huì)導(dǎo)致晶體管接通。反過(guò)來(lái)，集電極上的電壓幾乎降至零，所有電壓都產(chǎn)生于電阻R1兩端。

可以看出，存在相位反轉(zhuǎn)。對(duì)于高輸入電壓，輸出為低電平，即通信

基本共發(fā)射極晶體管放大器的電路 - 此版本通常與邏輯電路一起用作簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)。

用作邏輯IC緩沖器的共發(fā)射極放大器非常容易設(shè)計(jì)。

雖然不是設(shè)計(jì)舞臺(tái)的唯一方法，但可以使用以下分步指南。

選擇晶體管： 晶體管(圖中標(biāo)記為T(mén)R1)的選擇取決于許多因素：

預(yù)計(jì)功耗。

所需的開(kāi)關(guān)速度 - 對(duì)于開(kāi)關(guān)應(yīng)用，請(qǐng)選擇開(kāi)關(guān)晶體管，而不是另一種形式的具有高帶寬 ft.

需要電流增益。

需要電流能力。

集電極發(fā)射極電壓。

計(jì)算集電極電阻： 隨著晶體管類(lèi)型的選擇，是確定其他電子元件的值所必需的。集電極電阻R2的確定是通過(guò)確定流過(guò)電阻所需的電流來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這將取決于電路需要提供的電流等元素。也可能是需要一個(gè)與集電極電阻串聯(lián)的LED指示燈。應(yīng)確定電流以提供所需的光輸出。電阻的值可以使用歐姆定律來(lái)確定，知道流過(guò)電阻器的電流和電阻器兩端的電壓。

確定基極電阻值： 基極電流是集電極電流除以β或hfe的值，兩者幾乎相同。確保有足夠的電流驅(qū)動(dòng)使晶體管導(dǎo)通以獲得最低的β值，即使在β值較低的低溫下也是如此。應(yīng)注意不要將過(guò)多的電流驅(qū)動(dòng)到基極，因?yàn)樾枰コ嘤嗟拇鎯?chǔ)電荷，因此開(kāi)關(guān)可能需要更長(zhǎng)的時(shí)間。

重新評(píng)估初始假設(shè)： 一旦設(shè)計(jì)被競(jìng)爭(zhēng)，有必要重新評(píng)估一些初始決策和估計(jì)，以防最終設(shè)計(jì)發(fā)生任何變化。

簡(jiǎn)單的交流耦合共發(fā)射極放大器設(shè)計(jì)

交流耦合共發(fā)射極放大器電路的基本電路的電子電路設(shè)計(jì)如下。

具有單基極偏置電阻的基本共發(fā)射極晶體管放大器電路

該電路未被廣泛使用，因?yàn)橛捎谟龅降摩轮档淖兓?，很難定義電路的確切工作點(diǎn)。

可以使用下面顯示的分步過(guò)程：

選擇晶體管： 晶體管的選擇將取決于各種因素，包括預(yù)期的功耗、集電極發(fā)射極電壓、帶寬等。

選擇集電極電阻： 應(yīng)選擇該值，使集電極位于所需電流的電源軌的一半左右。電阻值可以簡(jiǎn)單地使用歐姆定律來(lái)確定。應(yīng)選擇電流值以給出下一階段可接受的電阻/輸出阻抗。

選擇基極電阻器： 使用晶體管的β圖，確定基極電流。然后使用歐姆定律和電源電壓的知識(shí)以及基極將高于地電位0.5V(對(duì)于硅)的事實(shí)，計(jì)算電阻。

計(jì)算去耦電容： 利用輸入和輸出阻抗的知識(shí)，確定電容器的值，使其等于最低使用頻率下的阻抗。(Xc = 2π f C，其中 C 以法拉為單位，頻率以 Hz 為單位)。

重新審視計(jì)算： 重新審視所有計(jì)算和假設(shè)，以確保它們?cè)陔娐钒l(fā)展方式下仍然有效。

全面的交流耦合共發(fā)射極放大器設(shè)計(jì)

通過(guò)在公共發(fā)射極電路設(shè)計(jì)中加入一些額外的元件，可以提供更好的增益水平，并提高直流溫度穩(wěn)定性。

基本共發(fā)射極晶體管放大器的電路

常見(jiàn)的發(fā)射極放大器設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單。以下設(shè)計(jì)流程可以作為基礎(chǔ)。

選擇晶體管： 和以前一樣，應(yīng)根據(jù)預(yù)期的性能要求選擇晶體管類(lèi)型。

計(jì)算集電極電阻： 有必要確定充分驅(qū)動(dòng)下一級(jí)所需的電流。了解電阻器所需的電流后，選擇大約為電源電壓一半的集電極電壓，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)上下的相等偏移。這將使用歐姆定律定義電阻值。

計(jì)算發(fā)射極電阻： 通常，發(fā)射極電壓選擇約1伏或軌值的10%左右的電壓。這為電路提供了良好的直流穩(wěn)定性。根據(jù)集電極電流(實(shí)際上與發(fā)射極電流相同)和發(fā)射極電壓的知識(shí)來(lái)計(jì)算電阻。

確定基極電流： 可以通過(guò)將集電極電流除以β(或本質(zhì)上相同的hfe)來(lái)確定基極電流。如果指定了β的范圍，請(qǐng)謹(jǐn)慎行事。

確定基電壓： 這很容易計(jì)算，因?yàn)榛鶚O電壓只是發(fā)射極電壓加上基極發(fā)射極結(jié)電壓。硅的電壓為 0.6 伏，鍺晶體管的電壓為 0.2 伏。

確定基極電阻值： 假設(shè)流過(guò)鏈R1 + R2的電流約為所需基極電流的十倍。然后選擇正確的電阻比例，以提供基極所需的電壓。

發(fā)射極旁路電容： 發(fā)射極電阻兩端不帶電容的電路增益約為R3/R4。為了增加交流信號(hào)的增益，增加了發(fā)射極電阻旁路電容C3。這應(yīng)該計(jì)算為在最低工作頻率下具有等于R4的電抗。

確定輸入電容值： 輸入電容的值應(yīng)等于輸入電路在最低頻率下的電阻，以在此頻率下下降-3dB。電路的總阻抗將是R3的β倍加上電路外部的任何電阻，即源阻抗。外部電阻通常被忽略，因?yàn)檫@可能不會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生過(guò)度影響。

確定輸出電容值： 同樣，輸出電容通常選擇等于最低工作頻率下的電路電阻。電路電阻是發(fā)射極跟隨器的輸出電阻加上負(fù)載的電阻，即跟隨電路。

重新評(píng)估假設(shè)： 根據(jù)電路的發(fā)展方式，重新評(píng)估任何電路假設(shè)，以確保它們?nèi)匀挥行?。晶體管選擇、電流消耗值等方面

通過(guò)將電阻(R5)與C3串聯(lián)，可以為更高頻率信號(hào)的級(jí)獲得更明確的增益。對(duì)于低電壓增益值，這可以通過(guò)簡(jiǎn)單關(guān)系A(chǔ)來(lái)確定v = R3 / R5。

基本共發(fā)射極晶體管放大器的電路，在電容器旁路路徑中帶有額外的發(fā)射極電阻

通過(guò)一些練習(xí)，共發(fā)射極晶體管放大器設(shè)計(jì)中的各個(gè)階段成為第二天性，并且可以很容易地進(jìn)行。晶體管的選擇也可以更容易地進(jìn)行。如上所述，在開(kāi)關(guān)應(yīng)用中使用開(kāi)關(guān)晶體管非常重要 - 即使是具有高ft或截止值的晶體管也不會(huì)像適當(dāng)?shù)拈_(kāi)關(guān)晶體管那樣好。