三极管放大电路 之共射放大电路参数确定

用三极管设计一个放大电路，如何计算相关参数？

　　题：设计一个共射放大电路，放大倍数Av = 5。

　　我们使用阻容耦合的方式设计一个放大倍数为5的放大电路，电路图如下：

 如上图，Rb1，Rb2，Rc，Re，Vcc 如何确定以及三极管的选型！

1 确定电源电压

假设Ui为Vp-p = 1则为了输出5Vp-p，必须选择5V以上的电源电压。这里选择12V的电源电压即Vcc = 12V。

2 选择三极管

三极管的选型后边再做补充，这里我们用东芝的2SC2712  NPN三极管。

3 确定发射极工作电流

Ib Ic Ie的选用比较复杂，没有完全弄懂。可以根据特征频率来选择，如下图 2SC2712的特征频率

　　如果要特征频率最好，则选择Ic为50mA时，特征频率最高；因为此次电路设计没有太多要求，只要在三极管的最大额定集电极电流（150mA）之下就可以。

　　在这里我们选择2mA。一般原则为：对于小功率管,一般设Ic在零点几毫安 到几毫安,中功率管则在几毫安到几十毫安,大功率管则在几十毫安到几安。

3 Rc与Re的确定

　　静态工作点的设置原则：Uce 的电压最好等于电源电压的一半 即 Uce = 0.5 Vcc。　　

　　为了使信号正负能有对称的变化空间,在没有信号输入的时候,即信号输入为0,假设Uce为电源电压的一半,我们当它为一水平线,作为一个参 考点。当输入信号增大时,则Ib增大,Ic电流增大,则电阻Rc的电压Uc=Ic×Rc会随之增大,Uce=VCC-Uc-Ue,会变小。U2最大理论上能达到 等于VCC,则Uce最小会达到0V,这是说,在输入信增加时,Uce最大变化是从1/2的VCC变化到0V.

　　同理,当输入信号减小时,则Ib减小,Ic电流减小,则电阻R2的电压Uc=Ic×Rc会随之减小,Uce=VCC-Uc-Ue,会变大。在输入信减 小时,Uce最大变化是从1/2的VCC变化到VCC。这样,在输入信号一定范围内发生正负变化时,Uce以1/2VCC为准的话就有一个对称的正负变化 范围,所以静态工作点的设置为Uce接近于电源电压的一半。

　　且 Pc = Uce × Ic = 6V × 2mA = 12mW < Pcm（150mW）。

　　因为 Ie = Ic ，所以 Rc×Ic + Re×Ic =  Vcc - Uce ；且 Rc = 5Re ；计算可得  Rc = 2.5K ，Re = 500R。

　　问：为什么 Rc = 5Re？

　　答：由于基极与发射极间的二极管是在导通的情况下使用的（交流电阻为0），这就使得基极电压Vi直接出现在发射极上，因此，交流输入电压Vi引起的ie变化部分△ie为：

△ie = Vi/Re ；另外，令集电极电流的交流变化部分为△ic ，则Vc的交流变化部分△Vc 为：△Vc  = △ic × Rc；因为发射极电流=集电极电流，则△ic = △ie ；所以△Vc = △ie × Rc =( Vi/Re  ) × Rc ；因为输出端串联一个电容把直流成分去掉，即△Vc = Uo ； 则 Uo = ( Vi/Re  ) × Rc  ；

　　所以 Uo/Ui = Rc / Re 。

4 基极偏置电路设置

　　Ve = Ie × Re = 2mA × 500R = 1V 。

　　Vb = Ve + Vbe = 1V + 0.6V = 2.6V；

　　Ib = （1/hfe) *Ic =（1/ 200  ）× 2mA = 10uA 设 hfe = 200  手册可查

　　因为Ib = 10uA  只要保证流过Rb1和Rb2的电流远远大于（大于10倍即认为远远大于）Ib ，就可以把基极电流忽略，如此基极电压仅取决于电阻分压，受三极管的影响就会很小。所以取  流过Rb1和Rb2的电流 Ib1 = 0.1mA 。

　　Rb2 = Vb /  Ib1 = 2.6V / 0.1mA = 26K

　　Rb1 =（Vcc - Vb ） / Ib1 = （12V - 2.6V ） / 0.1mA = 104K 。因为实际电阻阻值没有26K和104K 实际Rb1和Rb2为100K 和24K 。

5 电容的确定

　　

　　C1和C2是把输入输出电压的直流成分去掉仅让交流成分通过的耦合电容。如上图，C1和输入阻抗;C2和负载电阻分别组成了高通滤波器。区C1和C2为10uf。

　　而放大电路的输入阻抗：在交流通路中，直流电源相当于接地，所以放大电路的输入阻抗为 Ri = R1||R2 ；

　　注意：C2形成的高通滤波器和输出负载有密切关系，在选择C2时要看接什么负载。