三极管放大电路的设计步骤

如果把设计三极管电路比喻成砍柴，那特性曲线就是设计者的斧头。

在设计三极管放大电路时，不利用三极管特性曲线的设计步骤一般为：

1、确定电源电压 → 2、确定发射极电流Ie → 3、根据Ie确定Rc和Re的值 → 4、确定基极偏置电路R1和R2的值 →5、确定耦合电容C1和C2 → 6、调试。 其逻辑图如下所示

普通设计步骤

当学会使用特性曲线后，放大电路的设计步骤大致为：

1、根据供电电压确定三极管的静态Vce → 2、利用特性曲线选取Ib、Ic → 3、根据Ib和Ic计算三极管的Rb和Rc →4、确定耦合电容。 其逻辑图如下所示

结合特性曲线设计步骤

其中的设计对比图如下所示：

设计步骤对比图

在设计三极管放大电路时，确定三极管的静态工作点其实就是确定Ib、Ic和Vce。 而在一般的设计方法中，其中的Ic、Ib通常都是人为确定，然后再确定Rb、Rc、Re，该方法容易导致三极管偏离最佳的放大区，这对后期的放大电路调试会带来许多麻烦。

当利用特性曲线来设计三极管放大电路时，只需要根据电源电压确定Vce，剩下的只要根据特性曲线即可选取三极管最佳的Ib、Ic值，剩下的就是简单的计算，即可完成电路设计。

所以，利用特性曲线来设计三极管放大电路具有一定的设计优势。

接下来通过一个设计例子进行说明。

1、根据供电电压确定三极管的静态Vce

Vce的选取公式：Vce=1/2Vcc

假设供电电压Vcc=12V，则Vce=6V。

注意：三极管的Vce对三极管的放大倍数影响特别大，选取时一定不能随心所欲。

2、利用特性曲线选取Ib、Ic

以通用三极管8050为例，以下为8050的特性曲线：

8050特性曲线

根据特性曲线，可知道，当确定了Vce后，即可根据图中的曲线进而选取三极管的Ib和Ic。

现在Vce=6V，则根据特性曲线，可以将Ib设置为200uA(因为200uA的Ib曲线处于中间位置)

则根据Ib=200uA，即可确定Ic=45mA;

3、根据Ib和Ic计算三极管的Rb和Rc

假设三极管放大电路如下：

三极管放大电路

根据Ib=200uA，Vcc=12V，则Rb=(Vcc-0.7)/(200uA); 可计算得Rb=56K;

根据Ic=45mA，Vcc=12V，则Rb=(Vcc-6)/(45mA); 可计算得Rb=130R。

放大电路设计结果

4、确定耦合电容

确定耦合电容时可根据f=1/(2πRC)，即高通滤波的选取方式来确定电容的实际值。

现在假设输入信号为100mv/50Hz的交流信号，则电容值可以选择一个1uf。 最后仿真结果如下所示：

仿真结果

在设计三极管放大电路时，当人为去确定Ic和Ib时，三极管的静态工作点容易被设置在非最佳状态。 这即导致后期需要大量的人工去调试。

当参考特性曲线时，其中的Ib和Ic都是三极管的生产特性决定，这极大地降低了静态工作点的设置难度，进而可以极大地帮助我们去设计三极管放大电路。