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功放时偏置电阻参数的确认

功放时偏置电阻参数的确定-在此需要知道功率放大管Q1、Q2及驱动管Q3的如下六个参数:放大系数β、集一射之间反向击穿电压VCCec(sat)、集电结最大耗散功率PCM、最大集电极电流ICM、发射结正向导通电压LIBE、集一射之间饱和电压Uce(sat)。有条件的朋友最好是先测试一下各管子的参数再进行下列步骤。

偏置电阻,以常用的共射扩大电路为例,干流是从发射极到集电极的,偏流便是从发射极到基极的。相关于主电路而言,为基极供给电流的电路便是所谓的偏置电路。偏置电路往往有若干元件,其间有一重要电阻,往往要调整阻值,以调整基极电流,在三极管的扩大区,确认的基极电流确保了需求的集电极电流在电流在设计规范内。这要调整基极电流的电阻便是偏置电阻。它扩大电路的首要效果是供给巨细恰当的基极电流,以使扩大电路取得适宜的作业点,并使发射结处于正向偏置。

功放时偏置电阻参数的确认

1.确认详细的电路办法

功率扩大电路有两种根本的电路办法,分别是OCL和OTL,如上图和下图所示。两种电路根本类似,OCL电路选用的是双电源供电办法,且输出端是直接输出;而OTL电路是单电源供电办法,输出端选用了电容输出。二者的作业原理也根本相同,在此需求确认的是电路中的电阻RL、R1、R2、R3、R4、RPl、RP2的参数。二者恣意选取其间一种都可,下面就以上图所示OCL电路为例来进行剖析。

功放时偏置电阻参数的确认

2.查阅材料或手册找到六个参数

在此需求知道功率扩大管Q1、Q2及驱动管Q3的如下六个参数:扩大系数β、集一射之间反向击穿电压VCCec(sat)、集电结最大耗散功率PCM、最大集电极电流ICM、发射结正导游通电压LIBE、集一射之间饱满电压Uce(sat)。有条件的朋友最好是先测验一下各管子的参数再进行下列过程。

3.确认电源电压Vcc和负载RL

咱们知道,在功率扩大电路中电源电压越高,输出功率越大,所以咱们尽量将电源电压取高些,但不能无目的的进步电源电压,要确保功率扩大管的安全作业;而关于负载电阻来说,其阻值越小,电路输出功率也越大,但负载阻抗太小会使得负载电流太大,乃至超越功率扩大管的最大电流而焚毁。那么,电源电压为多高,负载阻抗为多大才抱负呢?这要依据功率三极管的挑选条件才干进行确认。

功放时偏置电阻参数的确认

依据三极管的挑选条件可得出电源电压Vcc和负载RL的巨细有必要一起满意式(2)中的三个关系式:

功放时偏置电阻参数的确认

阐明:在核算时可先取负载阻抗为4Q代入(2)式进行核算,三个关系式中假如其间某一关系式不满意,则再取负载阻抗为8Q或16Q重复核算直到三个关系式一起满意停止。不过此刻核算出的电源电压是将功率扩大管视为抱负状况而言的,没有考虑功率扩大管的饱满压降,为了确保输出信号的质量,功率扩大管Q1和Q2的饱满压降可取Uce(sat)=2V,即在核算出的电源电压的基础上再加2V作为电源电压VCC,但也要一起满意(2)式中的三个关系式。一旦电源电压和负载阻抗确认之后。在后面的核算中就不能再随意改动了。

4.依据负载RL核算出功率扩大管的最大基极电流Ib(max)

最大输出电流等于最大输出电压与负载RL的比值,而最大输出电压是电源电压VCC与功率扩大管的饱满压降Uce(sat)之差,即:

功放时偏置电阻参数的确认

5.R1的确认

依据电路的作业原理可知,驱动管Q3受输入信号的操控而截止时,功率扩大管Q1饱满导通。功率扩大管Q2截止,负载上的电压和电流起伏都到达最大值,此刻R1为Q1供给最大的基极电流Ib(sat)据此,可将电路等效为下图所示。则R1的阻值就等于R1上的电压URl与最大基极电流Ib(max)之比,

功放时偏置电阻参数的确认

6.R2的确认

依据电路的作业原理可知:当驱动管Q3受输入信号的操控(如输入信号增大)而饱满导通时,Q1截止,Q2饱满导通。此刻电路可等效为下图所示,图中因为Q1截止故选用虚线画出。由下图可看出,

功放时偏置电阻参数的确认

功放时偏置电阻参数的确认

7.R3、R4及RPl的确认

电阻R3、R4和RPl的效果是为驱动管Q3供给适宜的静态基极电流Ibc3一起RPl具有调理输出中点电位的效果(正常状况下静态中点电位为0V)。而功率扩大管Q1和Q2均处于细微导通状况,此刻静态集电极电流为

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则静态基极电流为:

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为了使Q3的静态作业点安稳,一般取R3上的电流是其基极电流Im3的3~5倍,而R3上的电压为其集电极电流lc。3在R2上发生的电压与Q3的发射结电压Ube3之和,即:

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依据电路的静态作业状况及分压原理,可知Q3的基极上部分偏置电阻R’4为:

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在电路设计中,此基极上部分偏置电阻R’4由电阻R4和RPl组成,可取电阻R4阻值为R’4的一半,而RPl的阻值为R’4,这样Q3的基极上部分偏置电阻的改动规模是1/2R’4~3/2R’4,能够确保静态时输出端中点电位调理到0V的方位。因此有:

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8.RP2的确认

二极管D1、D2以及电位器RP2的效果是减小交越失真,电位器RP2能够调理功率扩大管的静态电流,因为两个功率扩大管具有对称性且参数相同,所以调理电位器RP2对中点电位简直无影响。也就有调理RP2不会改动Q3的静态集电极电流ICQ3。

由下图可知.两个二极管上的电压VDl、VD2与ICQ3在RP2上发生的电压之和等于两个功率扩大管的发射结电压Ube1,和Ube2之和。但因为为了减小功率扩大管的静态功耗,进步功率。实际上此电压要比两个发射结电压之和小得多。即;

功放时偏置电阻参数的确认

至此,只需知道三极管的六个参数,电路中各电阻的阻值由上述11个公式,就能够核算确认下来,0TL功率扩大电路的偏置电阻参数的确认办法和过程也彻底相同,仅仅各式中的VCC用1/2Vcc代替乙就行了。

值得一提的是:大都状况下由以上公式核算出来的电阻值不是标称值,此刻可用多个电阻串联或并联来完成,尽量使之相符合;当然稍稍有点差错也是在所难免的,只需相差不大,是答应的,但要特别当心.因为许多对管都是达林顿管,其扩大系数相当大,有好几千乃至上万倍,只需基极电流改动一点点,输出电流可不是一个小数目,或许这便是许多朋友不敢草率行事的原因吧,所以关于这种状况咱们的原则是,关于电阻R1和R2是宜大不宜小,而关于电阻R3、R4因为有电位器能够调理可大可小,但要留意不要相差太大。

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