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三極管偏置電路分析方法介紹
  • 發(fā)布時(shí)間:2020-06-23 18:10:37
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三極管偏置電路分析方法介紹
偏置電路的作用是給三極管提供基極直流電流,這一電流又稱基極靜態(tài)偏置電流。
只有當(dāng)三極管工作在放大狀態(tài)時(shí),才給三極管提供靜態(tài)偏置電流,而這一電流是保證三極管工作在放大狀態(tài)的必要條件,靜態(tài)電流不正常,三極管放大信號(hào)的工作就一定不正常,掌握三極管放大器的這一重要特性。
靜態(tài)工作電流就是沒有信號(hào)輸入放大管時(shí)三極管各電極的直流工作電流,這一電流由放大器電路中的直流電源電路提供。
基極偏置電路具體分析方法和思路培養(yǎng)
三極管基極偏置電路分析最為困難,掌握下列電路分析方法和步驟可以方便基極偏置電路的分析。
(1)電路分析的第一步在電路中找出三極管的電路符號(hào),如下圖所示,然后在三極管電路符號(hào)中找出基極,這是分析基極偏置電路的關(guān)鍵一步。
三極管偏置電路
(2)從基極出發(fā),將基極與電源端(+V端或-V端)相連的所有元件找出來,如下圖所示電路中的R1,再將基極與地線端相連的所有元件找出來,如電路中的R2,R2與地線相連,這些元器件構(gòu)成基極偏置電路的主體電路。
三極管偏置電路
分析與基極相連的各元件,區(qū)別哪些元器件可能是偏置電路中的元器件。電阻器有可能構(gòu)成偏置電路,電容器具有隔直作用而視為開路,所以在分析基極直流偏置電路中,不必考慮電容器。這一電路中R1和R2構(gòu)成分壓式偏置電路。
三極管偏置電路
(3)確定偏置電路中元器件后,進(jìn)行基極電流回路的分析,如上圖所示?;鶚O電流回路是:直流工作電壓+V→偏置電阻R1一VT1管基極→VT1管發(fā)射極一VT1管發(fā)射極電阻R3一地線。3.掌握三極管靜態(tài)電流細(xì)節(jié)問題
三極管的靜態(tài)電流大小影響三極管的二個(gè)重要參數(shù):三極管噪聲和電流放大倍數(shù)。
(1)靜態(tài)電流與放大倍數(shù)之間關(guān)系。靜態(tài)電流大小與三極管的噪聲大小相關(guān),靜態(tài)電流大,噪聲大,反之則小。
三極管偏置電路
靜態(tài)電流大小還與三極管放大倍數(shù)相關(guān),如上圖所示是基極電流與放大倍數(shù)p之間的關(guān)系曲線,從圖中可以看到,在基極電流為一定值時(shí),放大倍數(shù)β為最大,基極電流大于或小于這一定值時(shí),放大倍數(shù)p要都下降。不同型號(hào)三極管有不同的這樣特性曲線,但是很相似。
(2)靜態(tài)電流與噪聲之間關(guān)系。在一個(gè)多級(jí)放大器中,會(huì)用到數(shù)級(jí)單級(jí)放大器,這時(shí)要求前級(jí)放大器中三極管靜態(tài)電流較小,以降低整個(gè)放大器的噪聲,因?yàn)榍凹?jí)電路的微小噪聲都將被后級(jí)放大器所放大。
三極管偏置電路
如圖,NPN三極管T1處于基極偏置狀態(tài)。
首先要了解,三極管的基極偏置電路多應(yīng)用于開關(guān)電路;即應(yīng)用數(shù)字電路的TTL電平來控制三極管的導(dǎo)通和截止;即此時(shí)的三極管只有兩種工作狀態(tài)——飽和導(dǎo)通和截止。
然而,基極偏置下的三極管Q點(diǎn)不穩(wěn)定,容易受到各種因素的影響,如溫度等;所以為了保證三極管的工作狀態(tài)保持在飽和導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài),即保證三極管充當(dāng)開關(guān)時(shí)能夠穩(wěn)定的開和關(guān),一般我們?nèi)∪龢O管的增益為10。
利用上面的知識(shí)我們就可以進(jìn)行三極管基極偏置驅(qū)動(dòng)繼電器電路的設(shè)計(jì)了。
首先,我們要了解繼電器的一些知識(shí);我舉個(gè)我從松樂繼電器數(shù)據(jù)手冊(cè)上看到的數(shù)據(jù),當(dāng)選型12V繼電器時(shí),它有155歐姆的電阻,需要77mA的驅(qū)動(dòng)電流。
我們此時(shí)可以將繼電器看成是一個(gè)155歐姆的電阻,并且有77mA的電流流過。即 Ic = 77mA ;
根據(jù) Ic = Ib * 增益 ; 增益為10。
得到 Ib = 7.7mA ;
而,如果我們使用 5V 的MCU,那么此時(shí)MCU的控制電平為5V,計(jì)算 Rb = 5V / 7.7mA = 650歐姆;
然后,我們個(gè)繼電器加上續(xù)流電路,為MCU端口加上下拉電阻(為了防止MCU復(fù)位時(shí)的誤動(dòng)作);
就這樣,一個(gè)基于NPN三極管基極偏置驅(qū)動(dòng)繼電器的電路就設(shè)計(jì)完了。
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