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三极管偏置电路分析方法

关键词:三极管 偏置电路 放大器

时间:2019-09-10 10:06:35       来源:网络

  1.了解基极静态偏置电流作用

  偏置电路的作用是给三极管提供基极直流电流,这一电流又称基极静态偏置电流。

  只有当三极管工作在放大状态时,才给三极管提供静态偏置电流,而这一电流是保证三极管工作在放大状态的必要条件,静态电流不正常,三极管放大信号的工作就一定不正常,掌握三极管放大器的这一重要特性。

  静态工作电流就是没有信号输入放大管时三极管各电极的直流工作电流,这一电流由放大器电路中的直流电源电路提供。

  2.基极偏置电路具体分析方法和思路培养

  三极管基极偏置电路分析最为困难,掌握下列电路分析方法和步骤可以方便基极偏置电路的分析。

  (1)电路分析的第一步在电路中找出三极管的电路符号,如下图所示,然后在三极管电路符号中找出基极,这是分析基极偏置电路的关键一步。


  三极管偏置电路分析方法

  (2)从基极出发,将基极与电源端(+V端或-V端)相连的所有元件找出来,如下图所示电路中的R1,再将基极与地线端相连的所有元件找出来,如电路中的R2,R2与地线相连,这些元器件构成基极偏置电路的主体电路。


  三极管偏置电路分析方法

  分析与基极相连的各元件,区别哪些元器件可能是偏置电路中的元器件。电阻器有可能构成偏置电路,电容器具有隔直作用而视为开路,所以在分析基极直流偏置电路中,不必考虑电容器。这一电路中R1和R2构成分压式偏置电路。


  三极管偏置电路分析方法

  (3)确定偏置电路中元器件后,进行基极电流回路的分析,如上图所示。基极电流回路是:直流工作电压+V→偏置电阻R1一VT1管基极→VT1管发射极一VT1管发射极电阻R3一地线。3.掌握三极管静态电流细节问题

  三极管的静态电流大小影响三极管的二个重要参数:三极管噪声和电流放大倍数。

  (1)静态电流与放大倍数之间关系。静态电流大小与三极管的噪声大小相关,静态电流大,噪声大,反之则小。


  三极管偏置电路分析方法

  静态电流大小还与三极管放大倍数相关,如上图所示是基极电流与放大倍数p之间的关系曲线,从图中可以看到,在基极电流为一定值时,放大倍数β为最大,基极电流大于或小于这一定值时,放大倍数p要都下降。不同型号三极管有不同的这样特性曲线,但是很相似。

  (2)静态电流与噪声之间关系。在一个多级放大器中,会用到数级单级放大器,这时要求前级放大器中三极管静态电流较小,以降低整个放大器的噪声,因为前级电路的微小噪声都将被后级放大器所放大。
  

  三极管偏置电路分析方法

  如图,NPN三极管T1处于基极偏置状态。

  首先要了解,三极管的基极偏置电路多应用于开关电路;即应用数字电路的TTL电平来控制三极管的导通和截止;即此时的三极管只有两种工作状态——饱和导通和截止。

  然而,基极偏置下的三极管Q点不稳定,容易受到各种因素的影响,如温度等;所以为了保证三极管的工作状态保持在饱和导通和截止状态,即保证三极管充当开关时能够稳定的开和关,一般我们取三极管的增益为10。

  利用上面的知识我们就可以进行三极管基极偏置驱动继电器电路的设计了。

  首先,我们要了解继电器的一些知识;我举个我从松乐继电器数据手册上看到的数据,当选型12V继电器时,它有155欧姆的电阻,需要77mA的驱动电流。

  我们此时可以将继电器看成是一个155欧姆的电阻,并且有77mA的电流流过。即 Ic = 77mA ;

  根据 Ic = Ib * 增益 ; 增益为10。

  得到 Ib = 7.7mA ;

  而,如果我们使用 5V 的MCU,那么此时MCU的控制电平为5V,计算 Rb = 5V / 7.7mA = 650欧姆;

  然后,我们个继电器加上续流电路,为MCU端口加上下拉电阻(为了防止MCU复位时的误动作);

  就这样,一个基于NPN三极管基极偏置驱动继电器的电路就设计完了。

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