18 第2题发大电临的工作 另外，R,的值增大，则放大倍数A.减小，所以可以认为该电路由R:加了负反 馈，为此，称R为发射极反馈电阻。由于负反馈，Rg有抑制因h:的分散性利 V:的温度变化而产生的发射极电流变化的作用. 这样一来，晶体管的信号放大电路也不是那样的难理解，这是因为几乎只由两 个电阳R与R之比就能决定放大倍数的缘故，将图2,1电路的交流放大倍数的 求法总结在图2.7中。 ,4表示信号的变化 ,、是所的交流电乐增益成大倍数 图2,7求电压增益 一流与发射椒电流相等，今发射极上出观的交流议分等干输人 与R之比载为收大倍数 2.2.3电路的设计 由于已经求得各部分电位和交流放大倍数，下面就具体进行设计，求出图2.1 电路的参数， 在进行设计时，要明确“制作什么样性能的电路”，或有这样的要求，即“请制作 这样性能的电路” 下表中表示设计规格。这甲除了电压放大倍数与最大输出电压，其他没有特 别的规定。 共发射放大电路的设计规格 5(14dB倍 RV 率特性 人出抗
?.2放大电经的汝计 19 2.2.4确定电源电压 首先确定电源电压。最大输出电压是重点。为了输出V,。的输出电生，显然 必须要5V以上的电源电压。 其次，为了使集电极电流流动，由于发射极电阳R:上最低加上~2V的电压 (理由后述)，所以电源电压最低必须为6~7V((5→1)~(5十2)V)。 在这里，决定采用与OP放大器的电源电压（士15V)一样的15V(该电源容易 得到)。 2.2.5选择晶体管 如图2.2所示，晶体管有NPN和PNP两种类型。图2.1是用NPN晶体管组 装的电路。用PNP组装的电路表示在图2.8中。 +15V 0.1 10μ 22 0.6y 100k1 /K2SA1048 22k 2SA1048 10 06D (a)使用+15V电象时 (b)使用-15V电源时 图2.8用PNP型品休管的共发射极放大电路 《将图2.1换成PNP型晶体符，品然也进行工作) 使用PNP晶体管的电路与使用NPN晶体管的电路，其电流方向相反。为了 使偏胃电压的极性相反，就成为将电源与GND进行交换的形式。 在这里采用的是NPN型晶体管。但是根据自已的爱好，用NPN型或PNP型 都没有关系。 现在，具体来选择晶休管。品体管依照其用途大致分为高频(2SA×××X, 2S××××)与低频(2SB××××,2SD××××),进步还可分为小信号与大 功率（在型号上不能区别）。至于它们的品种有几干种之多，所以从其中选择所需 要的品种是非常闲难的 确切地讲，在追求最终性能（噪声大小和高频特性等）的情况下，品体管的特性 左着电路的性能，所以必须慎重选择器件。但是，该电路是为实验用的，仅规定
第？做大电的工作 了放大倍数与最大输出电压，所以如不超过晶体管的最大额定值（不损坏的话），无 论使用哪个品种都一定能工作。反过来说，如果是这种电路，就不必太拘泥于品休 管的规格（即型号）。只要是NPN型品体管的任何一种都可以。 考虑一下晶体管的最大额定值，因电源电压为15V,所以在集电极基极间和集 电极-发射极间有可能最大加上1V电压（加上大振幅输入信号时）。因此，选择集电 极基极间电压Va与集电极-发射极间电压V的最大额定值为15V以上的器件。 在这里，从满足前述最大额定值条件的器件中，选取了通用小信号品体管 2SC2458(东芝)。在表2.1中，表示出2SC2458的特性。 表2.12SC2458的特性 ()最大定值(T,=25℃ 集电松基极们电压 V50 集电极发射极网电压 50 发射极基极间电压 集电快由流 150 mA 基极电流 50 m 发射 电极 200 mw 结温 125℃ 保存温度 T.-55125 (e) (b)电特性(T,=25) 记号 最小标数天单位 集电很酸止虫流 Ves=50V,h=0 0.1A 发射极龈止电菠 Vm=5V,I.=0 直流电流放大系 Vc=6V,le=2阳A 70 790 集电质发射根同 le=100mA.In=10mA 0.10.25 指和电压 过装频率 Ven-l0V,lc-1mA 80 集电极输出出为 GaVe=10V,Ir=0./=IMHs 2.0355 声指数 Vo=6V.I 1.010dB 生1m分0,70-140，y,120-240.GR:200-401，BL150700
2.2放大电路的设计 21 2SC2458依直流电流放大系数九E的大小分为O~BL四档。但从式(2.9)可 知，A。与摆的大小无关。所以任一档hm都没有关系。 还有，该2$C2458作为通用晶体管，在其他章节巾还会再次出现，所以最好预 先对它有所了解。 2.2.6确定发射极电流的工作点 接若是设定工作点。品体管的性能，特别是频率特性随者发射极电流（或者集 电极电流)变化而产生很大变化。 在图2.9表示2SC2458的频率特 性与发射极电流的曲线图。f:称为晶 20c0共发极比路 体管的特征频率，它表示交流电流放大 系数为1时的频率。它的值随发射极 电流从30一500MHz有很大的变化。 率行性为 关于f先了解这些就可以了。 由该曲线图可知，如果希望频率特 性最好(fr最高)，必须将I设定在 发射极电流kmA Ie=40mA。 对于噪声特性也一样，存在着噪曲 图2.92SC2458的频率特性与发射极 电流的关系 最小的集电极电流（≈发射极电流）。在 (通常晶体管员有一增加发射按电流一工作申 同一晶体管中，频率特性最好的发射极清，则频率特性就有变好的顺陶) 电流与噪声特性最好的发射极电流是不 同的。 即使这样，因为该电路没有其他更详细的规定，所以如果12为最大额定值 (由表2.2可知为150mA)以下，术管多少毫安都没有关系。在这里取为1mA。 显然，即便是1.5mA,2mA也都可以。但是使用完整的数值则计算起来比较方 便。 顺便提一下，像该电路那样的小信号共发射极放大电路的发射极电流大小从 0.1mA至数毫安。 2.2.7确定Rc与R.的方法 如式(2.9)所示，电路的放大倍数是由R:与R:之比来决定的，所以令A,=5, 取R:R=5:1。 为了吸收基极-发射极间电压Ve随温度的变化，而使T作点（集电极电流）稳 定，R,的直流压降必须在1V以上。这是因为Ve约为0.6V,然而它具有
22 著2章放大电路的工作 一2.5mV/℃的温度特性，这是由于Ve的变动，发射极电位也变动，集电极电流也 发生变化的缘故 在这里，取Re的压降为2V,因此1c=1mA(设【e=IE),则由式(2.3)可得： Re=Y-RE:E≈RE·E Ic =m=2k如 (2.10) 由式(2.9)可得： Re=RE·A =2kn×5=10k0 (2.11) 晶体管的集电极-发射极间电压V为集电极电位Vc诚去发射极电位VE,所 以由式(2.1)得出Vc:为： VcE=Vc-Ve=Ve-Ie·Re-Ie·Re =15V-1mA×10k0-2V=3V （2.12) 晶体管的集电极损耗P(在集电极-发射极间发生的功率损耗，它变成热量)》 Pe=Vce·Ic =3VX1mA=3 mW (2.13) 可知P在表2.1规定的最大额定值以下。 还有，Re的值太大，则在Rc本身的压降变大，集电极电位下降，在输出振幅大 时，集电极电位靠近发射极电位，削去输出波形的下侧。 相反，Rc的值过小时，则集电极电位靠近电源电位，削去输出波形的上侧（参 见照片2.5，在该照片中，输出稍增大，就削去输出波形的下侧) 因此，在最大输出振幅时，如果电位关系成为削去波形的关系，则有必要调整 Vg或者Ic的设定来重新求出Re与RE。 最好的办法是将集电极电位V设定在Vx与VE的中点，但是像本设计那 样，只要满足最大输出振幅的规格，也没有必要特地去将集电极电位V。设定在 中点 2,2.8基极偏置电路的设计 设发射极电阻RE的压降=发射极电位，为V。=2V,由于VE=0.6V,所以基