NPN型的三极管放大电路

等风৳

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分类专栏：模电数电基本知识文章标签：学习硬件工程单片机

于 2024-02-03 09:28:30 首次发布

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本文介绍了三极管作为电流放大器件的基本原理，探讨了放大电路的公式、电容的作用、电阻的设置以及失真现象。重点讲述了静态工作点对放大系数的影响和温度对放大电路性能的影响，以及如何通过调整电阻来控制放大倍数和减小温度效应。

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首先三极管是电流放大型器件，输入的信号不能太大，常用器件最大通过的电流也就几百毫安。

我们设计放大电路是为了得到输出信号比输入信号更大的电路，输出信号可以是输入信号的30倍~80倍，B为放大系数。

一、主要的公式有

1、基极电压： $U_{b}=U_{be}+U_{i}$

2、发射极电流： $I_{e}=I_{b}+I_{c}$

$I_{c}=BI_{b}$

3、饱和状态： $U_{b}>U_{e}$ , $U_{b}>U_{c}$

4、截止状态： $U_{b}<U_{e}$ ,此时发射结反偏。

二、放大器电路各元件的作用

三极管放大电路中的电容具有“隔直通交”的作用，利用电容充放电的原理来达到此作用，简单来说

1.“隔直”就是当直流通过电容时一直给电容充电，当电容充满电后与电源形成同等电势，电子不再流动，也就没有电流通过。

2.“通交”而交流电有正负区间，充电后在负区间时电容也再放电，在外界看来就像有电流流过了电容，但其实此电流是电容放的电。

在设计放大电路时，基极的电阻 $R_{b}$ 通常为几十到几百千欧，电阻不仅仅起到限流的作用，若没有电阻则输出的电流会守电压的影响，起隔直通交作用的的电容一般在几 $u_{f}$ 到几十 $u_{f}$

三、失真

在放大电路的设计中也会出现截止失真和饱和失真，这与静态工作点Q有关，而Q与基极电流，集电极电流和三极管电压有关。

当电路没有接入信号源时，直流电源VCC为电路提供静态工作点，其主要公式 $U_{ce}=V_{cc}-I_{c}R{_{c}}$ 。若我们增大 $R_{b}$ 那么 $U_{ce}$ 也会增加，效果如图所示。

四、温度对三极管的影响

三极管也会受温度影响，当温度升高时系数B也会升高，要想减小温度对放大电路的影响，需要在发射极串联一个几百欧的电阻。

这样，我们假设温度升高，则系数B升高，此时 $I_{b}$ , $I_{c}$ 都升高，因为 $I_{e}=I_{b}+I_{c}$ ,所以 $I_{eq}$ 也增大 $\Rightarrow$ $U_{5}$ 的电压增大，而我们知到 $U_{be}=U_{b}-U_{5}$ , $U_{b}$ 不变（ $U_{b}$ 的电压与 $R_{1}$ 和 $R_{4}$ 有关， $R_{1}$ 和 $R_{4}$ 不变，所以 $U_{b}$ 不变）那么 $U_{be}$ 减小 $\Rightarrow$ $I_{bq}$ 减小 $\Rightarrow$ $I_{cq}$ 减小 $\Rightarrow$ $I_{eq}$ 减小，所以 $R_{5}$ 作为电流反馈影响放大电路。