求解三極管電路的輸出電位值

Hello，大家好，這一系列準(zhǔn)備了一些硬件工程師經(jīng)典面試題，如果有興趣的粉絲比較多就繼續(xù)更新，不然的話，…

面試題的選擇當(dāng)然是偶個(gè)人覺(jué)得比較好的，所以肯定有一定的主觀性。咱以前為公司招聘時(shí)也出過(guò)題目，都是最簡(jiǎn)單的（例如，給一個(gè)“場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電磁繼電器”電路，讓你描述一些元件的作用），至于工程師能力與經(jīng)驗(yàn)方面的，咱們邊看簡(jiǎn)歷邊聊，因?yàn)閭€(gè)人覺(jué)得， 除非是針對(duì)性面試，通用的硬件工程師面試題應(yīng)該以考查基本功為主 （僅供參考）。

舉個(gè)例子，“ 給出一個(gè)555芯片的電路圖，讓你判斷其具體功能 ”就不算是個(gè)很好的面試題，基本上可以理解為考查記憶能力了（如果你理解成經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)我沒(méi)說(shuō)）。

再舉個(gè)例子，“ 使用CMOS搭建Y=AB+CD邏輯電路 ”是個(gè)比較好的面試題，好就好在：也許你已經(jīng)記不清（或混淆了）“與”、“或”門(mén)的具體結(jié)構(gòu)，但是只要知道CMOS門(mén)的基本結(jié)構(gòu)（上PMOS下NMOS），稍微琢磨一下就能做出來(lái)。

言歸正傳，今天來(lái)求解下圖所示三極管電路的輸出電位值（ Vo ），其中包含兩個(gè)三極管(bipolar junction transistor, BJT)，NPN與PNP管各一個(gè)，并且假設(shè)發(fā)射結(jié)壓降均為0.6V，電流放大系數(shù)非常高，基極電流可忽略。

為了求出輸出電位值，你需要分別求出R3與R5兩端的壓降，兩者相加即為輸出電位值，所以， 你需要分別獲得流過(guò)R3與R5的電流 。

首先 求得流過(guò)R3的電流 ，你只需要獲得R3上端的電位即可。由于Q1的基極電流為0（已知條件），所以Q1的基極電位可由R1與R2對(duì)電源+12V的分壓獲得，即+12V×10K/（10K+20K）=+4V。而Q1的發(fā)射結(jié)壓降為0.6V（已知條件），所以R3上端（Q1發(fā)射極）的電位為+4V-0.6V=+3.4V。那么，很明顯，流過(guò)R3的電流為3.4mA，如下圖所示：

接下來(lái) 求得流過(guò)R5的電流 ，但是3.4mA是由流過(guò)R5與Q1發(fā)射極的電流疊加而成，如何確定分配比例呢？由于Q1基極電流為0，所以其發(fā)射極電流等于集電極電流，該值同樣與流過(guò)R4的電流相等，因?yàn)镼2的基極電流同樣為0（已知條件）。

那么，流過(guò)R4的電流是多大呢？由于R4與Q2的發(fā)射結(jié)并聯(lián)，所以R4兩端的壓降為0.6V（已知條件），繼而可求得流過(guò)R4的電流為60μA，這也是Q1發(fā)射極的電流值，如下圖所示。

至此，流過(guò)Q1發(fā)射極與R3的電流都已求出，根據(jù)節(jié)點(diǎn)電流法，流過(guò)R5的電流是3.4mA-60μA=3.34mA，那么R5兩端的壓降也就自然可以求出了，即3.34mA×1K= 3.34V，將該值與R3兩端的壓降（3.4V）相加，即可求得輸出電壓為3.34+3.4V=6.74V，如下圖所示。

這個(gè)電路分析考查了2個(gè)基本點(diǎn)。

其一 ，基極分壓式共射放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)求解方法；

其二 ，流過(guò)R4電流的計(jì)算方法。

值得一提的是，“將三極管發(fā)射結(jié)與電阻并聯(lián)”的方式也有不少巧妙的應(yīng)用，在《三極管應(yīng)用分析精粹：從單管放大到模擬集成電路設(shè)計(jì)》一書(shū)中就有使用該電路結(jié)構(gòu)提升有源負(fù)載的恒流能力，以達(dá)到“提升整個(gè)電路的電壓放大系數(shù)”的目的，如下圖所示。