双极型晶体管放大电路设计

第第页双极型晶体管放大电路设计目标：设计10倍的放大电路

典型的电路图如上所示，先忽略图中的数值

步骤1：计算直流工作点

采用Lts（pi）ce里npn默认的双极性三极管，基极和集电极之间的压降为0.77V

步骤2：计算交流放大倍数

将交流（信号）加载在三极管基极后，发射极的（电流）交流量为

所以放大倍数为

步骤3：确定电压（电源）

V1的确定，R4分压需要最低1~2V，因为R4处于分母，如果过小，电路容易受到温度等因素的影响，使工作点（集电极电流）更稳定。

这个原因是，一般的VB-VE=0.77V，具有-2.5mV/℃的温度特性，集电极的电流随温度变化为-2.5mV/R4，R4过小，则工作点不稳定。

步骤4：确定晶体管

（晶体管）根据用途大致可以分为高频（2SAXXXX，2SCXXXX）与低频（2SBXXXX，2SDXXXX），进一步还可以分为小信号和大功率（在型号上不能区分）

晶体管的小信号直流放大系数按照颜色分为四类【注意交流放大倍数和直流放大系数无关】

O：70~140

Y：120~240

GR:200~400

提单：350~700

注意最大的工作电压。

步骤5：确定发射极电流的工作点

a.fT为晶体管的特征频率，表示交流放大系数为1时的频率。如果希望特征频率最高，必须将IE设定在合适数值。

b.对噪声特性，存在着噪声最小的集电极电流（~发射机电流）

但一般来说，对于同一晶体管，特征频率最好时发射极电流和噪声特性最好时发射机电流是不同的。对于小信号共发射极放大电路的IE大小可以从0.1mA至数毫安。

这里取发射极电流为1mA，则R4=2V/1mA=2kΩ

步骤6：确定R3

放大倍数为10倍。

晶体管集电极和发射极之间的电压为

此时晶体管的功耗为

将会全部转换成热。

另外，还需要注意R3的过大和过小，将会引起放大信号的削顶活削底，最好是使得VC处于VE和V1之间，那此时的放大倍数是不是只有1了？后面会介绍有办法做到这样子，即将直流工作点和交流的放大倍数分开，利用（电容）隔直流通交流的特点，直流电阻和交流的电阻不同即可。

步骤7：确定R1和R2

所以R2承受的压降为2.77V，而R1承受的压降为V1-2.77V=25-2.77=22.23V

根据直流放大倍数h_FE的取值范围可以计算基极的电流，假设h_FE=100,则基极电流为1mA/h_FE=0.01mA

因为有必要使得流经R1和R2之间的电流比基极电流大许多（大于10倍以上），使得基极电流可以被忽略，这里取0.1mA。

则R1=222.3kΩ，R2=27.7k欧姆

得捷上查到有223kΩ和28kΩ的电阻，令R1=223k，R2=28k

步骤8：确定（耦合）电容C3和C4

耦合电容C3和C4，需要考虑

a.耦合电容很小时，在滤波效果上难于通过低频，频率特性下降，可以选择1uF

b.（高通）（滤波器）截止频率fC=1/(2piCR)，振幅特性下降3dB(下降到1/sqrt(2)的频率)

步骤9：确定去耦电容C3和C4

a.电源对地的电容为去耦电容，如果没有这个电容，电路的交流特性变得很奇特，严重时会产生振荡

b.电容的容抗为1/（2pifC），频率越高，容抗越小。但实际上内部感抗成分因素影响导致某个频率开始容抗反而更高，在结构上，小容量的（电容器）在高的频率处，二大容量的电容器则在较低的频率处

大容量的电容器（1~100uF，如10uF），即使离电路远一些也没有问题，而小容量电容（0.01~0.1uF，如0.1uF）应该紧靠电路安置，以减小布线的阻抗。

可以看到输入为±1V，输出的正向有10V，但负向并未到-10V，削底了。怎么办呢？我们尝试增加R4的数值，使得VC的工作点处于VE和V1的中间。

此时看到没有削顶也没有削底，但放大倍数变小了，因为我们改变了R4的阻止，为了不改变放大倍数，