2.?夜大电路的设计 23 极电位V。必须是2.6V(=2V+0.6V). 由于基极电位是由R,与R2对电源电压进行分乐之后的电位,所以,如果设 K,的压降为2.6V,R1的压降为12.4V(=15V-2.6V)即可 另外,在晶体管的基枚流动的基极电流为集电极电流的1/hE,假设E一200, 则流动的基极电流为0.005mA。 因此·行必要在R,与R:流过比基极电流大得多的电流,使得基极电流能够忽 略。在这里,在R,与R:上流动的电流取为0.1mA(认为“大得多”=10倍以上就 可以)。 即R与R为 R-是-124n +15V 0100k 2.6V R,-0A-26kn 012 输出 但是,这个R,与R:的值在E24系统数 列的电阻中是没有的,所以不改变R与K 2.6 的比值(比值一改变,V。的值就变了),在E24 2k 系统的电阻值中来挑选,取为R,=100k, R2=22kn(124:26≈100:24). 2SC245 在图2.0中,表示至此所求得的常数及 图2.10共发射极电路的DC电位 其部分的直流电位。可以知道,在照片2.3一 〔实验伯与计算值几乎一致。这可由 照片2.4表示的各部分中,实际电位儿乎与计 V一0,6V及欧姆定律来解释) 算值相等 2.2.9确定耦合电容C1与C2的方法 C与C,是将基极或集电极的直流电压截去仅让交流成分进行输入输出的耦 合电容,但是如图2.11所示,C,与输入阻抗、2与连接在输出端的负载电阻分别 形成高通滤波器一一仅让高频通过的滤波器。 当C与C:取很小值时,在滤波效果上难于通过低频,频率特性下降,在此取 C=C2=104F, 关于图2.1电路的交流输入阻抗,如设晶体管的输人阻抗为无限大,姻电源的 阻抗在交流上是与GND相同的阻抗(即为O),所以输入阻抗为R,与R2的并联 连接的值R∥R2(晶体管的基极电流极小,所以晶体管本身的输入阻抗可以看成 非常大)
24 第2華家大电路的工作 因此,电C,形成的高通滤波器的截 地容器阻止直流,让交流成分通过 止频率/e(振幅特性下降3dB一一即下降 到1√2的频率)为: fe=2.C.R 2xx10uFX18k0 ≈0.9Hz (2.14) 体政能○ 要注意,由该C形成的高通滤波器 图2.1共发射极放大电路的 的(,会因输出端接有不同的负载电阻而 高晒滤波器 发生变化(例如接在输出端电路的输人阻 (换言之,高通速旋器.即止高懒通过,将低抗等)。所以,预先考虑一下接有什么样 种有流想去) 的负载是至关重要的。 2.2.10确定电源去耦电容C,与C,的方法 C与C,是电源的去耦电容一即降低电源对GND的交流阻抗用的电容(称 为旁路电容)。当没有这个电容时,电路的交流特性变得很奇特,严重时电路产生 振荡。 电容的阻抗为1/(2x·了·C),频率越高,阻抗应该越小。但是,实际上因内部 感抗成分等因素的影响,从图2,12所示的某个频率开始,阴抗反而变高。在结构 上,小容量的电容器在高的领率处,而大容量的电容器则在较低的频率处,电容的 阻抗变得最低。 0.001 KF 0.01 005 0.02 5.01020 (a电电容 图2,12电容器的阳抗 在理想上抗是1/2C,座该与常成反比地下降,但在高情况下,离了理想 的特件面具有一定的用抗
么3放大电路的性能 25 因此,在电源上并联连接如图2.13所示的小容量的电容器C和大容量的电 容器C,在很宽的频率范围降低电源对GND的阻抗。 、电路的 图2.13电源的去耦(旁路)电容 (在低類电路中,去晨电容的安装位置不是间题,但在高领电路中,安装位置比什么 都重要,引线也要短) 但是,小容量的电容器是在高频情况下降低阻抗用的,所以如果不配置在 电路近邻,则电容器的引线增长,由于引线本身的阻抗,电源的阻抗不能降 低 在此,采用C=0.1:F的叠层陶瓷电容器,C,=10uF的铝电解电容器。 通常小容量电容器是0.01~0,1F的陶瓷电容器(薄膜电容器为NG),大容 量电容器是1~100F的铝电解电容器。 另外,在这样低频率的电路中,即使没有小电容C,电路也能正常工作,但是 在高频电路中,比起大电容C来,C起着更为重要的作用。 从习惯上来说,旁路电容也由大电容与小电容两条通路构成。 电源是使电路进行工作的基础,因此,旁路电容可以认为是电路工作的“保险 金”和“安心费”。在电路图中,即使没有画旁路电容,而在实际装配电路时如能加 人旁路电容,那么你就已经加入到高手行列中去了。 2.3放大电路的性能 那么,设计出来的电路性能如何呢?让我们实际测量一下。 2.3.1输入阻抗 图2.14表示测量输人阻抗乙的方法。它是在信号源上连接串联电阻R,由 串联电阻两端的振幅以,与之差来求输人阻抗的方法。该测量的考虑方法认为
26 第2蓝极大的工作 加在电路上的输入电压是信号电压,用R与Z进行分压后的值, 照片公.7表示设4=1V,(1kHZ),R=18kn时的波形.为0.5V,(M的 1/2),所以知道Z值与R,相等,即Z=18kQ. 40.500 共发射快放大电器 图214输入刚抗的测定 照片2,7满量输入阳抗的波形 及、是为群量输入阻旋面接人的电用。在 (200s/div.200mV/div) 解的电路中,尺为数其以下,银据R。的 (在信号上单接上k 一8kn,然后接到电路上,则 电路的增人后号(如照片所示)喉幅就下降,这是检 人用杭变低的缘被 这个值是偏置电路的R,与R:的并联连接值R1∥R(10okn∥22k9)的本 身值。 2.3.2输出阻抗 图2.15表示测量输出阻抗的方法。它是在输出端接上负载电阻R,来测量输 出振幅。·然后与无负载(R≈©)时的输出振幅做比较来求输出阻抗的方法。这 是因为,,为无负载时的输出振幅用Z。与R:进行分压之后的值。 照片2,8表示出设=1V,(1kHz)、RL=10k0时的输出波形。在无负载时, 如照片2.2所示,A,=5,=5V,但是R:=10kQ时,%=2.5Vm(为无负载时的 1/2) 因此,Z,值与R,相等,即知道为Z。=10kQ。这个值为集电极电阻R。本身的 如图2.16所示,如改变对品体管的看法,则可以认为是由输入信号控制的电 流源,因此,由输出端看到的该电路的阻抗为尺。与电流源并联连接的值(电源的 阻抗是0,与GND相同)。 然而,所谓电流源,是指即使负载变化,其电流也是不改变的。可以认为内部 阻抗是无限大。所以,由输出端看到的阻抗(即输出阳抗)为Re本身
2,日敬大电路的性能 27 m250 共发射极大电路 ⊙ 图2.15输出阻抗的测量 服片2,8测量输出阻抗的波形 (配是为测量旅出阻抗而接人的电阻,在 极的电路中,R为致十至教百千,限 (接上负乾电阻=10kn.期输出电压。由 的值及 人输出特性振)如何变化来 5V下降到2V,这是由于描出阻抗变高 推定缩出阳抗】 的缘成) 电御的闲抗 认衣南角世看 输出 的拔交流上 为 水母的值 图2.16共发射极电路的输出阻抗 (关是将品体管看作电流源,电V:的阻杭可看作儿平为,共发射电路的 出阻抗不一定很低 2.3.3放大倍数与频率特性 图2.I7表示电压放大倍数及相位的频率特性(1kHz~1OMHz)曲线,如对电 路的放大倍数进行正确的测量,放大倍数为12.8B(约4.4倍)(图2.17的放大倍 数曲线),这比由式(2.9)设定的A,(14dB=5倍)略低一些。 式(2.9)是设1:=I:时进行计算的。但是实际晶体管的h:为有限的值,所以 1=IE十1,1k比e要小一些。因此,实际的放大倍数(增益)也比由式(2.9)计算 的值要低一些(如严格地进行计算,不仅与he有关,而且与晶体管的输人阻抗里 也有关)