有源射极偏置电路设计仿真(一)

描述

如图

三极管

这是一个普通的射极偏置电路,Rc是集电极电阻,Re是发射极负反馈电阻,电路的稳定性靠Re上的电压影响输入基极回路,从而稳定集电极输出回路,Re越大,稳定性越好,那么我们可以用一个恒流源来替代Re,恒流源的动态内阻非常大,而静态内阻却很小,很容易和电路静态工作点匹配。

如图

三极管

依旧采用简单的一个镜像电流源来替代放大管Q3的射极电阻Re,首先我们开始计算Q4镜像电流,Ic4=(10-0.8)/4000=2.3mA,那么Ib4=2.3mA/100=23μA,现在我们知道Q4集电极电流了,那么放大管Q3和Q4都是串联一起的,Q3的集电极Ic3也应该是2.3mA,Ib3也应该是23μA。

现在我们可以开始计算Q3基点电阻R2的阻值是多少了,以前的小节我们已经谈过三极管应用的一些问题,三极管输出回路,集电极的电流是恒定的,电压是使用者给的,也就是外部参数决定的,你给什么参数,电压就是什么值。

现在电路中Q4是替代放大管Q3的射极电阻,我们自然不希望在静态情况下电压值太高,这样会减小交流输出的动态范围,那么我只需要Q4的集电极电压比基极电压高那么一点点,保证Q4处于放大状态就好。

现在Q4的基极电位是-5v+0.8v=-4.2v,那么我就设定集电极为-3v,高那么一点,这样我们就可以开始计算Q3基极的电阻阻值了,放大管Q3的基极电阻R2=0v-(-3v)/23μA=130k。

接着开始计算放大管Q3集电极电阻Rc的值,放大管的工作点我们都喜欢设在动态范围的中间,避免出现信号失真,本例也是一样,动态范围是Q3的基极电位到电源+5v这个区域,Q3的基点电位是-3v+0.8v=-2.2v,那么我们就按-2v计算+5V-(-2)v=7v,动态范围的中间值就是3.5v,那Rc=3.5v/2.3mA=1.5K。

这样电路所以得参数都出来了,我们验证开始仿真,结论是和仿真值一致,只有微小的误差。

现在仿真小信号放大倍数,信号源1kz,幅度10mA,如图

三极管

三极管

依旧加一个旁路电容C1,避免小信号被衰减,放大倍数为70倍左右,朋友们可以自己去用公式计算倍数验证仿真值。

三极管

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