简述A类BJT放大器的偏置方法
时间:2023-01-13 08:00:00
当你想设计双极晶体管电路时,你需要知道如何偏离它们。偏置是以特定的方式向晶体管施加电流,使晶体管以你想要的方式运行。放大器主要有五种类型——A类、B类、AB类、C类和D类。
本文将重点介绍如何进行线性音频 A 类放大器在共发射极配置中偏置晶体管,线性意味着输出信号与输入信号相同,但放大后。
基础知识
为了使传统的硅晶体管在有源模式下工作(用于大多数放大器电路),其基极必须连接至少高于发射极 0.7V(对装置)电压。施加此电压后,晶体管打开,集电极电流开始流动,集电极与发射极之间下降 0.2V 至 0.5V。在有源模式下,集电极电流大致等于基极电流乘以晶体管的电流增益 (hfe, β)。
Ib = Ic/hfe
Ic = Ib*hfe
这个过程在 PNP 晶体管相反,当向其基极施加一定电压时,就会停止导通。
固定偏差
下图显示了偏置 BJT 最简单的方法,R1 通过隔离电容输出基极偏置 R2 通过隔直电容器将输入输入到基极之间。这种配置只能用于简单的前放大器,从不为输出级供电,尤其是扬声器 R2。
要偏置晶体管,我们需要知道电源电压 (Ucc)、基极-发射极电压(Ube,硅晶体管为 0.7V,锗晶体管为 0.3)所需的基极电流 (Ib) 或集电极电流 (Ic) 以及晶体管的电流增益 (hfe, β)。
R1 = (Ucc - Ube)/Ib
R1 = (Ucc - Ube)/(Ic/hfe)
最佳增益和失真可以通过将电源电压除以集电极电流来估计。 R2 值。具有此 R2 晶体管电流增益值的放大器增益率很高 (hfe, β) 附近。将负载添加到输出中,如扬声器或下一个放大级,由于输出电压 R2 负载将作为下降的分压器。建议下一级的负载阻抗或输入阻抗至少比 R2 大 4 倍。耦合电容应在最低工作频率下提供小于负载阻抗或下一级输入阻抗的 1/8。
分压器偏置/自偏置
下图是最常用的偏置配置,温度稳定,提供了很好的增益和线性。在射频放大器中,R3 可以用射频扼流圈代替。除单个基极电阻外 (R1) 和集电极电阻 (R3) 此外,我们还有额外的基极电阻 (R2) 发射极电阻 (R4)。R1 和 R2 形成分压器并与 R4 电路压降设置为电路的基极电压 (Ub)。计算更复杂,因为需要考虑更多的组件和变量。
首先,我们从计算基极分压器的电阻比开始,由以下公式决定。为了开始计算,我们需要估计集电极的电流和电阻 R2 和 R4 的值。可以计算出电阻器 R4 所需集电极电流下降 0.5V 至 2V,并且 R2 设置为 R4 的 10 至 20 倍。前置放大器,R4 通常在 1k-2k 在欧姆的范围内。
非去耦 R4 导致负反馈,减少增益,减少失真,改善线性。使用电容器去耦会增加增益,因此建议使用大电容器和小电阻串联。
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