三极管集电极负反馈偏置电路原理详解

三极管应用于放大交流信号时,一般要确保静态工作点在合适的位置,以获得最大的信号放大能力,避免截止失真或饱和失真。三极管用于放大变化极其缓慢的缓变信号或者直流信号时,则要确保该信号电压值对应的三极管状态要处于放大区。
记三极管集电极电位为vc,发射极电位为ve,集电极和发射极之间的电位差为vce,基极电位为vb。如图1所示,要想三极管放大区间最大,最理想的情况是vc等于1/2vcc,处于电源中间,此例中vc=6v,vc=vce+ve,因此可以将vce设置为比vc稍小一些,比如 **vce=5v** 。得到vce后,根据三极管的特性曲线,如图2所示, **找到特性曲线中vce=12v,ic=0的第1点** (三极管截止时,vce=vcc=12v)和vce=5v的第2点,然后 **沿着vce=5v的点垂直向上,找到一个合适的ib值第3点,使第3点大致刚好落在第3点和第1点形成的直流负载曲线的中间** ,此例中ib=600ua,对应的ic=0.14a。
图1
图2
然后可以根据以下关系计算:
vc=vcc-ic*rc,
6=12-0.14*rc,
rc=42.8r,取为43r。
ve=vc-vce=6-5=1v,
re=ve/ic=1/0.14=7.1r,取为7.5r。
hfe=ic/ib=0.14a/600ua=233。
三极管的基极输入阻抗为rb=hfe*re=233*7.5=1750r。当rb>>10r2时,流入三极管基极的电流相对分压电路来说可以忽略不计。
因此,可以设r2=100r,根据r1、r2分压关系确定vb=ve+0.7=1.7v,得r1=600r。
集电极负反馈偏置
集电极负反馈偏置电路如图3所示,rb保证集电极电压高于基极电压,使三极管处于放大区。当因为某种原因导致集电极电流ic上升时,集电极电压降低,而其通过负反馈电阻rb到基极的电压也必然降低,从而使vbe降低,ib降低,最后ic降低,整体上使ic保持不变,稳定了静态工作点。
图3

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