圖1 共發(fā)射極放大電路

【資料圖】

直流分析

1. 如圖2所示電路中由于三極管的Ib很小可以忽略，所以基極電位就是R1與R3分壓得到的。

2. 由于VBE的電壓為0.6V左右，因此發(fā)射極電位是基極電位減去0.6V。

通過(guò)發(fā)射極上電位就可以求到發(fā)射極上流動(dòng)的電流。

3. 由于IE=IB+IC,IB很小，可以忽略，則IE≈IC，所以可以通過(guò)IE求得Vc。

圖2 共發(fā)射極放大電路中各個(gè)部分的直流電位

交流分析

1. 由于基極與發(fā)射極之間可以看成一個(gè)二極管，而二極管在導(dǎo)通情況下，由于壓降一定，則二極管兩端的電壓變化是一致的，因此基極端的交流電位vi的變化與發(fā)射極端的交流電位ve的變化是一致的，因此Δve=vi來(lái)求得發(fā)射極變化的電流。

另外，集電極電流的交流部分為Δic，通過(guò)Δic就可以求得集電極交流電壓。

由于Δib很小，所以可以認(rèn)為Δic=Δie，從而得到集電極交流電壓計(jì)算公式。

2. 因?yàn)镃1將vc的直流成分去掉了，輸出信號(hào)vo就是Δvc。則放大倍數(shù)為RC與RE之比。

由上面公式可知，放大倍數(shù)與直流電流放大系數(shù)β(hFE)無(wú)關(guān)，是由RC和RE決定的。RE增大，放大倍數(shù)減小，由此可見RE引入了負(fù)反饋，有抑制因β的分散性和VBE的溫度變化而產(chǎn)生的發(fā)射極電流變化的作用。

圖3 求電壓增益

電路設(shè)計(jì)

表1 共射極放大電路設(shè)計(jì)規(guī)格

1. 確定電源電壓

因?yàn)橐敵?Vp-p的電壓，所以需要5V以上的電源電壓。因?yàn)橛衯b和vbe的存在，所以發(fā)射極電阻RE上最低加上1~2V的電壓，由于要滿足靜態(tài)工作點(diǎn)的要求，Vce一般取電源電壓的一半，所以電源電壓取15V。

2. 晶體管的選擇

因?yàn)殡娫措妷菏?5V，所以要選擇VCEO與VCBO要大于15V的晶體管，由于沒有其他的特殊要求，所以就選擇常用的NPN三極管9013。

圖4 S9013最大額定值(Ta=25℃)

圖5 S9013電特性(Ta=25℃)

3. 確定發(fā)射極電流的工作點(diǎn)

根據(jù)需求設(shè)置IE,但是本設(shè)計(jì)沒有要求，所以IE取值不要超過(guò)最大額定值就行了，這里為了方便取值1mA。

4. 確定RC和RE

為了滿足靜態(tài)工作點(diǎn)在中間位置，保證不出現(xiàn)飽和失真和截止失真，所以取VCE為一半的電源電壓，即7.5V，因?yàn)镮E為1mA，所以RE+RC為7.5KΩ。

因?yàn)锳V=5，所以RC為6.25KΩ。

那么RE為7.5KΩ-6.25KΩ=1.25KΩ。

但是E24系列電阻中沒有這兩個(gè)值，則取RC為6.2KΩ,RE為1.3KΩ。當(dāng)前參數(shù)的放大倍數(shù)為4.7倍。

通過(guò)計(jì)算得到晶體管的靜態(tài)損耗PC為7.5mW。

5. 基極偏置電路設(shè)計(jì)

由于VE=1mA*1.3KΩ=1.3V，VBE為0.6V，所以基極電位VB必須是1.9V。假設(shè)β為100，那么Ib就等于0.01mA。要想Ib有0.01mA，那么流過(guò)偏置電阻的電流應(yīng)該是Ib的數(shù)倍，這里取10倍，所以流過(guò)偏置電阻的電流為0.1mA。那么R1為131k，R3為19k。但是E24

系列電阻中沒有這兩個(gè)值，所以需要重新取值，只要能讓VB為1.9V，且偏置電流不低于0.1mA就行，這里取R1為110K，R2為16K。

6. 確定耦合電容C1和C2

C1和C2的目的就是隔直通交，僅讓交流成分通過(guò)。C1與C2和輸入輸出電阻分別構(gòu)成高通濾波器，為了滿足隔直通交的目的，這里取值為10uF。

總結(jié)

圖6 仿真波形圖

圖6可知，AV=8.981V/1.968V=4.56倍。由于我們忽略了Ib的存在，所以更理論值存在一定的偏差是正常的。

圖7靜態(tài)工作點(diǎn)

通過(guò)圖7可以發(fā)現(xiàn)，靜態(tài)工作點(diǎn)更理論值差不多，有一定的偏差是因?yàn)槲覀兒雎粤薎b的存在。

審核編輯：湯梓紅