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很多人在學(xué)習(xí)電子技術(shù)的時(shí)候都認(rèn)為模擬電子非常難，計(jì)算的公式太多，其實(shí)不然，對(duì)于模擬電路設(shè)計(jì)來講，里面所涉及的公式是逃不出歐姆定律的，法拉第定律和能量守恒定律的。其實(shí)很多人認(rèn)為難，往往學(xué)到三極管電路部分就學(xué)不下去了，因?yàn)槿龢O管有3個(gè)電極，和二極管，電阻，電容等不一樣，計(jì)算方法也有很大差別。
其實(shí)真正理解三極管的設(shè)計(jì)方法就是在于把 Vcc=IcRc+Uce(NPN)的這個(gè)公式原理掌握住就可以了：
根據(jù)三極管放大特性，Ic=hfe*Ib,由于往往基極信號(hào)源的電信號(hào)非常小，小到只有0.000000.....的小電壓或是電流，直接用它的變化來驅(qū)動(dòng)基極是無法驅(qū)動(dòng)的，所以在處理時(shí)候經(jīng)常把電源直接拉到基極上并且串聯(lián)一個(gè)電阻，這樣很小的信號(hào)波動(dòng)就會(huì)是電源拉過來的電流發(fā)生變化，而這樣的變化的范圍就可以大到足夠驅(qū)動(dòng)基極了。那么Ib的電流往往是
Ib=Vcc/Rb（除非信號(hào)源信號(hào)強(qiáng)度足夠，并且沒有將Vcc拉到基極，則可以用信號(hào)源的電壓除以串聯(lián)上的Rb）。
那么根據(jù)三極管公式Vcc=IcRc+Uce和Ic=hfe*Ib
當(dāng)用一個(gè)NPN型三極管做放大時(shí)，不知道信號(hào)源大小時(shí)，只知道Rc(輸出負(fù)載），和hfe, 則用以下方法進(jìn)行計(jì)算
Ic=(Vcc-Uce)/Rc,Uce=0.5*Vcc，為什么這樣�。�
因?yàn)樾盘?hào)源是上下波動(dòng)的，為了使放大出來的信號(hào)不失真，
則根據(jù),Ib上升時(shí)，Ic上升，電阻不變，則Uce下降（根據(jù)能量守恒定律，Uce不可能隨著Ib一起上升，否則就超過電源電壓了），反之也就知道了，當(dāng)Ib下降，則Ic下降，Uce上升。如果不明白為什么有這樣的效果，那么請(qǐng)看看三極管公式就明白了。Ic先被確定大小了，則Ib可以根據(jù) Ib=Ic/hfe計(jì)算，那么Rb電阻就可以根據(jù)Rb=(Vcc-0.7)/Ib計(jì)算出了。
0.6或0.7是硅管的固定偏置電壓，0.2或0.3是zhe管的固定偏置電壓。
當(dāng)Uce下降到管的固定偏置電壓后，也就無法下降了，Ic同樣將無法上升，即使Ib還在上升，那么這時(shí)候就說明管已經(jīng)到了飽和狀態(tài)，所以在計(jì)算開關(guān)管時(shí)，取值往往也Ic=(Vcc-0.7（0.3))Rc ，并且要是hfe*Ib大過Ic，公式上大過多少都可以，但實(shí)際工程中要根據(jù)管子的承受能力計(jì)算。因?yàn)閁ce已經(jīng)下降到了管子的偏置電壓上了，所以不可能在繼續(xù)下降，管子自然就飽和了，也就成了長(zhǎng)開的狀態(tài)。所以在計(jì)算開關(guān)時(shí)，要取好hfe，否則可能會(huì)出現(xiàn)達(dá)到飽和，但I(xiàn)b下降后發(fā)現(xiàn)無法使管子徹底關(guān)閉，因?yàn)閁ce沒有到達(dá)和Vcc一樣的電壓，這樣Ic就會(huì)有電流。
那么PnP管的計(jì)算實(shí)際上和NPN完全一樣只是，-Vcc=-(IcRc+Uce)，因?yàn)榧姌O接的必須為負(fù)電源，和NpN是相反的，而且Ib也要接到負(fù)輸入，和NpN的計(jì)算方法和接線方法一樣，這樣就不用考慮信號(hào)源的正負(fù)問題了。
所以在計(jì)算雙管推拉輸出時(shí)，一定將2個(gè)管的Uce=Vcc，否則，Uce取小了，Ib上升后，Ic的上升空間將變的很小，而且功放的Rc往往放在了兩個(gè)管的發(fā)射極上，并且發(fā)射極是連接到一起的，電阻的一個(gè)極和發(fā)射極連接，另一個(gè)接地，否則兩個(gè)管無法共同使用一個(gè)電阻。
Ic可以看做和Ie相等。
但如果將Rc接到了發(fā)射極上，則Ib的計(jì)算方法為Ib=(Vcc-0.7)/(Rb+(1=hfe)*Rc)，只需要注意這一點(diǎn)就可以了。
很多教科書上上來就講一大堆的物理現(xiàn)象和自由電子等計(jì)算公式，如果不做微電子，這些不僅沒用，反而到影響到了正常的學(xué)習(xí)和使用。所以本人將三極管的最簡(jiǎn)單的原理和計(jì)算拿出來和大家分享。 |
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