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纠错点:
三极管放大电路中,Vc的取值公式纠正为:
纠错前 |
纠错后 |
Vc=(Vcc - 0.3)/2 |
Vc=(Vcc - Ve - 0.3)/2 |
(详情请看解释,同时会将纠错过程录制为视频,敬请期待!)
在项目二的“2.3无偏执电压三极管放大电路设计”的课程中,我详细地跟大家讲解了如何设计一个无偏执电压的三极管放大电路。其中讲到,设计一个三极管放大电路的主要工作就是设计三极管的静态工作点。
图1 静态工作点的设置
设置静态工作点的过程主要就包括:1、基极电流;2、C、E两极的极间电压Vce。之后通过一个简明的例子,跟大家详细讲解了“无偏执网络的三极管放大电路”的设计过程。
视频的讲解简单明了,看似没有什么问题,但其实在讲解“如何设计三极管的Vce”的过程中,我忽略了一个很严重的因素。在这里要十分地感谢“新人类”这位网友的反馈。
反馈的意思是指:在设计三极管放大电路的时候,Vce的大小取值并不是取为Vcc/2;而我在视频中讲解的是:将Vce取为Vcc/2。
现在我们对“2.3无偏执电压三极管放大电路设计”课程中,讲解Vce的设计部分进行简单的情景重现。
视频错误回顾
在视频讲到,三极管的放大过程,其实就是不让三极管进入饱和区以及截止区。根据这一个结论,我们可以画出Vce的动态范围:
图2 Vce的动态范围
根据图2,可以明显地看到Vc的取值应为:
Vc=(Vcc - 0.3)/2;
根据这个公式,我总结出Vc可以直接取Vcc/2的结论。
但其实这个结论是片面的,该结论只能够应用在无偏执电压三极管放大电路中。并不适应于“有偏置电压放大电路”的设计过程。但是我在后期的“有偏置放大电路”的教程中却忽视了这一点。
错误及纠错
该结论不能够适应于“有偏置电压放大电路”的原因在于“有偏置电压放大电路”中,三极管的E极并没有直接接地,而是接了一个电阻到地。这也是导致该电路不能使用以上结论的根源。
图3 E极的区别
视频中讲到过,“三极管工作在放大状态,就是不能够让它工作在饱和区和截止区”。那根据这一个结论,我们知道,当三极管工作在截止状态时,Vce=0.3V;同时在“有偏置放大电路”的设计视频中有讲解到,有偏置电路中的E极是受B极的电压影响的,同时根据实际需求,我们通常将设置在2~3V间。视频中我们将Vb设置在3V,则Ve就为2.4V。
图4 E极电压
则根据上述的两个条件,我们就可以知道,在“有偏置电压的三极管放大电路”中,当三极管处于饱和状态时,三极管的各极电压如下图所示
图5 三极管电压分布
根据以上的电压分布我们知道,此时Vc的最低电压为2.7V,而并不像“无偏执网络”的三极管C极电压为0.3V。
所以说,我们在实际设计的过程中,Vce的取值应该遵守以下结论:
Vc=(Vcc - Ve - 0.3)/2;
而其中“无偏执电压放大电路”中,由于Ve=0V,所以上述结论便可转换为:
Vc=(Vcc - 0.3)/2;