目标完善过程

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    我今日根据《晶体管电路设计上》的一个小型功率放大器的设计方法,来学习晶体管的作用。

功率放大器的设计规格

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实际电路图Tr1是对输入信号进行电压放大,使用共发射极放大电路。在共发射极电路集电极插入的偏置电路,产生射极跟随器的偏置电压,用推挽发射极跟随器经行电流放大。

 

1.确定电源电压:电源电压由输出功率来决定。工程师应该按照实际的需求设计电路,而不能拘泥于理论,要根据目标设计电路,只有这样才能把电路设计得简洁、实用有效。

      最大输出功率Po为0.5W,阻抗为8欧,由公式P=U2/Z得,Vo=2V,峰峰值为2V*根号2=5.7V。

所以电源电压为15V,考虑到共发射极电路发射极电阻上产生的压降、射极跟随器发射极电阻产生的压降以及晶体管集电极-发射极间的饱和电压要考虑的东西很多,这些考虑不仅来自书本,也来自实际的动手,所以电子动手是很重要的,不仅验证你的知识,而且可以积累经验,做一次就有一次经验,记下来,对日后设计电路作用大大的。

 

2.共发射极放大电路的工作点

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设计思路如上图,电子设计不是独立的,而是相连的,不要孤立每部分的,因为他们是一家人。每部的设计都联系到上一级和下一级还有最终的目标。
要注意的:1.将共发射极放大电路的集电极电流设定在很大值上,比供给下级的射极跟随器基极电流还要大得多,2.在功率放大电路中,为了设定各部分的工作电流,通常是由输出侧的电流倒推,3.若Tr1的发射极电位太高,则不能得到大的集电极振幅,而过低时,集电极电流随温度的变化又增加(这里是我不明的地方,我的知识还没有连成知识网,这一点很重要,不然是学不好的电子,还有一点,在这时交流是这么重要的,也许别人懂这点,所以要学会交流。)

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答案就在这里

 

3.决定放大倍数的部分:交流电压放大倍数为Av=15倍,要设定在比设计规格稍大的值(实际的放大倍数要比公式的值小以及射极跟随器级发射极电阻上的损失)

 

C3是对R6进行旁路,以提高放大度的电容,R5,R6与C3形成高通滤波器

R1和R2起着决定基极电位的作用,由发射极电位为2V,基极电位去取(2V+Vbe)从而决定R1和R2的值

输入侧的耦合电容C1与共发射极电路的输入阻抗形成高通滤波器的截止频率为20Hz以下,以此决定C1的值。


4.射极跟随器的偏置电压

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Tr2—Tr4形成热耦合的电路使Vce的电压等于两倍的Vbe

但是即使这样的电路,在基极测流动的电流也是设定为集电极电流的1/10(为了能略去基极电流)。为了是Tr2的集电极-基极间电压为2Vbe,使VR2的值与R4相同。

C2对偏置电路进行旁路,是为了使由Tr3与Tr4的基极“看到”的阻抗相等,由于C2的接入,高频失真率得到改善。

 

5.射极跟随器的功率损耗

该输出信号驱动8欧的负载时,约为800mA(=6.5V/8欧)的峰值电流作为集电极电流在Tr3与Tr4上流动。

另一方面,输出电压到达正负峰值时,在Tr3与Tr4的集电极-发射极间就直接地加了电源电压(15V)

输出波形为正弦波时,在进行B类工作的推挽射极跟随器中,每一个晶体管的集电极损耗Pc的最大值为最大输出功率的1/5.最大输出功率为最大输出电压为有效值的平方除以输出电阻

由于Tr3与Tr4的集电极损耗合计为1.06W,所以必须要散热板,Tr2-Tr4进行热耦合,所以三个晶体管安装在同一个散热板。

Tr3和Tr4的发射极电阻R7和R8起到限制输出电流,吸收Tr3与Tr4的Vbe值随温度变化作用。但是,如该电路那样,发射极电阻值小时,不能对温度变化的吸收有太高的期望。R7与R8的值取得过大,则因负载电流在R7和R8流动的缘故,在该电阻上会产生大的功率损耗。(1/10以下)

C4的作用是隔直电容,与扬声器的阻抗8欧形成高通滤波,截止频率为19.9Hz

R9是使C4放电用的电阻(为在接通电源后,即使接上扬声器,也不发出震动噪声)

C5是电源的去耦电容,以降低对GND的低频阻抗。

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接下来是我的学习生活思考:

我这些天实在不高兴,压力好大,觉得自己学习很糟糕,开始怀疑自己是否适合学电子,我是不是真心爱电子,也许只是为了找份工作而已,我不愿意和别人交流,怕别人超越自己,怕受到伤害,我目光十分短浅。历史也告诉你了,分享是促进进步,封闭只会造成落后,PC与苹果电脑的争斗就可以知道,PC机代表的是开放分享,苹果电脑代表的是封闭,最终苹果输给了PC机,在电子的世界,只有分享才是真理。分享,不仅促进技术的进步,而且还能交到好友。分享后,你就不会保守现有的技术,而是不断学习,不断创新,你的技术才会有进步。更重要的是你的价值实现了,我曾经和我的朋友说,如果那个师兄技术再高但不愿意教你,还不如一个技术不好但愿意分享他会的好,你也是,你学到的知识,要和别人分享,不要和人比较成绩,这是毫无意义的。回想一开始为什么我要选电子,因为我喜欢电子,想了解她,但是我现在变质了,变心了,既然为一时的比较而放弃学电子,你还记得伯父和爸爸,他们虽然没有学过电子学,但是依然那么爱电子,拿一大部分的工资,两人做起胆机,享受电子带给他们的快乐,而你在跟别人比较,而没有专心学电子,喜欢他,封闭自己,你怎么可以这样子啊。妈妈说得好,你尽力学了,就没有好后悔的,不要和别人比较,懂的东西与别人分享,知识是一时,而朋友是一辈子的,你要好好改正下,不要管别人的嚣张,认真按照自己的步伐来走,即使以后不从事电子,你也可以做些小玩意出来玩,没别的,只因为你爱电子。喜欢他带给你的快乐,好好改正,踏踏实实,多看书,多动手,多思考,多分享。

要记住技术重要,但是朋友更重要。

 

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