BJT Bias Design und Betrieb

Wir sind nicht hier, um Ihre Hausaufgaben für Sie zu machen, also gebe ich nur einen breiten Ansatz. Stellen Sie konkrete Fragen, wenn Sie bei einzelnen Punkten nicht weiterkommen.

1. Entscheiden Sie den gewünschten Gewinn. Ich würde nicht versuchen, eine einzelne Stufe dazu zu bringen, für die meisten normalen Anwendungen mehr als die 10-fache Spannungsverstärkung zu erzeugen.

2. Die Verstärkung bestimmt das Verhältnis von R1 / R4.

3. Entscheiden Sie den maximalen Strom, den Sie sich leisten können, um diese Ziehung zu haben.

4. Stellen Sie sich bei der niedrigsten Ausgabe vor, dass Sie 1/2 Volt am Transistor halten möchten. Das heißt, der maximale Strom aus Schritt 3 beträgt (Vcc - 1/2 V) / (R1 + R4). Das gibt Ihnen absolute Werte für R1 und R4.

5. Ermitteln Sie die Kollektorspannung am maximalen Strombetriebspunkt aus dem vorherigen Schritt. Das wird Ihre niedrigste Ausgangsspannung sein. Dieser höchste Wert ist Vcc, wenn kein Strom durch den Transistor fließt. Versuchen Sie, den Transistor so vorzuspannen, dass die Kollektorspannung in der Nähe der Hälfte zwischen diesen beiden Extremen liegt.

6. Bestimmen Sie die Spannung, auf der die Basis gehalten werden muss, um den Kollektorvorspannungspunkt zu erreichen.

7. Finden Sie die Basisströme für den ungünstigsten und besten Fall für den Vorspannungspunkt, indem Sie die Min/Max-Annahmen über die Verstärkung des Transistors verwenden.

8. Entwerfen Sie den R2-R3-Spannungsteiler, um diese Spannung mit einem mittleren Wert für den Basisstrom zu erzeugen. Überprüfen Sie, was bei den Basisstromextremen passiert. Wenn die Kollektorspannung zu stark variiert, ist Ihre Schaltung zu abhängig von der Transistorverstärkung und Sie müssen etwas anpassen oder einige Spezifikationen lockern.

Zeigen Sie die ausgewählten Werte an. Teilen Sie uns für eine zusätzliche Gutschrift die resultierende Eingangs- und Ausgangsimpedanz des Verstärkers mit.

Wenn ich diesen Verstärker entwerfen würde, möchte ich, dass Ve so niedrig wie möglich ist, aber nicht null Volt. Die Linearisierung des BE-Stroms für AC-Eingangsspannungen ist ein Muss für eine Verstärkung mit geringer Verzerrung, es sei denn, es gibt eine Rückkopplung vom Kollektor zur Basis (und es gibt keine).

Tatsächlich gibt es eine Rückkopplung, die durch den Emitterwiderstand verursacht wird, ABER machen Sie ihn nicht zu groß, da der unverzerrte pp-Schwung der Ausgangsspannung reduziert wird.

Es ist also ein Kompromiss und ich würde in Betracht ziehen, Ve auf etwa 0,5 V zu bringen.

Das wird Ihnen dann sagen, wie Sie R1 und R4 berechnen (weil Sie den gewünschten Kollektorstrom kennen). Zu wissen, dass die Kollektorruhespannung 6,5 V beträgt, ist keine große Sache, da es bei dieser Art von akademischer Frage mit ziemlicher Sicherheit Vcc / 2 ist.

Wenn Sie in der Frage keinen Zielkollektorstrom geliefert haben, müssen Sie ihn selbst berechnen, indem Sie analysieren, welche Last an den Verstärker angeschlossen wird und welchen Frequenzgang (hohe Frequenzen) Sie für die gewünschte Leistung erreichen müssen.

Sie haben Beta und daraus können Sie die Basiswiderstände berechnen, aber versuchen Sie nicht, das gesamte Beta zu verwenden - verwenden Sie etwa ein Drittel oder die Hälfte. Ich neige dazu, 0,6 V als Vorwärtsspannungsabfall der Basis zu verwenden, was bedeutet, dass an der Basis 0,5 (Ve) + 0,6 (Vbe) Volt anliegen.

Übrigens würde ich es zu Recht oder zu Unrecht als gemeinsame Emitterschaltung bezeichnen, wenn der Ausgang am Kollektor liegt und diese Art von Schaltung mit ziemlicher Sicherheit in diese Kategorie fallen würde.

Mit folgendem Ansatz konnte ich meine Frage lösen:

Lassen$V_{E}=1/10 V_{CC}$Und$R_{BB}=(1/10)betha*R_{E}$Wo$R_{BB}$ist der Widerstand der Thevenin.

$V_{E} = 13/10 = 1.3V$So$R_{E} = V_{E}/I_{E} = V_{E}/I_{CQ} = 1.3V/3[mA]$gegeben das$I_{C} >> I_{B}$

Was nachgibt$R_{E}=433[Ohms]$

$R_{C} = (V_{CC} - V_{CEQ} -V_{E} ) / I_{CQ}$ergebend$R_{C} = 1.73[kOhms]$

$R_{B} = (1/10)*380*433 = 16.454[kOmhs]$

Thevenins Spannung:

$V_{BB} = I_{CQ}((R_{BB}/betha) + R_{E}) + V_{BE}$

$V_{BB} = 2.21289[V]$

Vom Spannungsteiler an$R_{2}$:

$V_{BB} = (R_{1}*V_{CC})/(R_{1} + R_{2})$

$R_{2} = R_{B}*V_{CC}/V_{BB} = 100.47[kOhms]$

Aus dem Widerstand der Thevenin:

$R_{1} = R_{BB} / (1 - (V_{BB}/V_{CC})) = 19.64[kOmhs]$

Widerstandswerte, die den Ziel-Q-Punkt erfüllen.