1、 Re(发射结电阻)的条件,这样就可以认为 R0 支路 相当于开路,输入信号电压近似地均分在两管的输入回路上,如图中体现了射极 耦合的作用。 图 3-3 复合管互补放大电路 双极性三极管(BJT)有两种类型:NPN 型和 PNP 型。他们分别有三个极:发 射极 e、集电极 c 和基极 b。当 BJT 用作放大器件时,无论是 NPN 型还是 PNP 型, 都应将他们的发射结加争先偏置电压,集电结加反向偏置电压 3。 以 NPN 管为例,其工作原理是: (1)发射结向基区扩散载流子,形成发射极电流 IE。 (2)载流子在基区扩散与复合,形成复合电流 IBN。 (3)集电区手机载流子,形象横集电极电
2、流 IC。 BJT 共射极连接时的 V-I 特性曲线 3 (1)输入特性 图 3-4 输入特性曲线图 RL -5- 图 3-4 是 NPN 型硅 BJT 共射极连接时的输入特性曲线。图中示出了 VCE分别为 0V,1V 三种情况下的输入特性曲线。因为发射结正偏,所以 BJT 的输入特性曲线与 半导体二极管的正向特性曲线相似,但随着 VCE的增加,特性曲线向右移动。即当 VBE一定时,随着 VCE的增加,IB将减小。 (2)输出特性 3 图 3-5 BJT 输入特性曲线图 图 3-5 是 NPN 型硅 BJT 共射极连接时的输出特性曲线。图中 BJT 有三个工作 区域:放大区、饱和区和截止区。
3、(1)放大区:在截止区以上,介于饱和区与击穿区之间的区域为放大区 3。在 此区域内,特性曲线近似于一簇平行等距的水平线,IC的变化量与 IB的变量基本 保持线性关系,即IC=IB,且IC IB 3。V BE对 IC的影响由基区宽度调制 效应产生,即 VBE增加时,基区有效宽度减小,载流子在基区的复合机会减少,使 电流放大系数略有增加, 在保持 IB不变的情况下, IC将随 VBE的增大而略有增大。 在放大区,三极管的发射结处于正向偏置,集电结处于反向偏置状态。 (2)饱和区:指绿色区域。在此区域内,对应不同 IB值的输出特性曲线簇几乎 重合在一起。也就是说,VBE较小时,IC虽然增加,但 IC
4、增加不大,即 IB失去了对 IC的控制能力。这种情况,称为三极管的饱和。饱和时,三极管的发射给和集电结 都处于正向偏置状态。三极管集电极与发射极间的电压称为集一射饱和压降,用 VCES表示。VCES很小,通常中小功率硅管 VCES0.5V;三极管基极与发射极之间的电 压称为基一射饱和压降,以 VCES表示,硅管的 VCES在 0.8V 左右。 (3) 截止区:指 IB=0 的那条特性曲线以下的区域。在此区域里,三极管的 发射结和集电结都处于反向偏置状态,三极管失去了放大作用,集电极只有微小 -6- 的穿透电流 ICEO。 确定工作电压 为了达到输出功率 10W 的设计要求,同时使电路安全可靠地
5、工作,电路的最 大输出功率 POM应比设计指标大些,一般取 POM(1.52)PO 3。即本设计中电路 的最大输出功率应按 68W 来考虑。 由于是 POM= R2 1 UOM 2 因此,最大输出电压为 UOM= LOM RP2 考虑到输出功率管 V2,V4 的饱和压降和发射极电阻 R10,R11 的压降,电源 电压常取 VCC=(1.21.5)UOM 功率输出级的设计 (1)输出功率管的选择 输出功率管 V4,V6 为同类型的 NPN 型大功率管,其承受的最大反向电压 UCEmax 2VCC,每个管的最大集电极电流为 ICMmaxVCC/R14+RL,每个管的最大集电极功耗为 PCmax0.
6、2POM。 确定偏置电路 为了克服交越失真,二极管 D3、D4、R17、R14 和 Q8 共同组成输出级的偏置 电路,以使输出级工作于甲乙类状态。其中 D3、D4 和 Q8 组合,可获得较好的温 度补偿作用,而 R14 及 Q8 又组成调零电路,稳定输出级的静态工作点。 图 3-6 输出级偏置电路 -7- 4 系统测试 4.1 测试所用的基本仪表仪器 数字万用表、电烙铁、信号发生器、示波器 4.2 测试结果 接上电源后再接上示波器、信号发生器,当输入 20mV 的正弦波信号时,从示 波器可观察到完整的正弦信号。改接音频输入及扬声器输出时,音乐响亮,无明 显的失真,同时声音的大小可以调动。 经测试,得到如下幅频特性表(以下数据均是在放大器的最大不失真情况下 测出) 表 4-1 硬件的幅频特性表 f/Hz VPPi/mV VPPO/V 15 609.84 38.41 20 459.36 37.82 1k 158.4 40.4 100k 150.8 40.0 150k 144.14 38.8 170k 154.44 39.6 190k