三极管共射放大电路静态工作点怎么设计

今天和大家分享下三极管共射放大电路的静态工作点怎么设计？

我们应该知道的是一个好的静态工作点应该避免输出信号出现截止失真和饱和失真

截至失真它是因为静态工作点Q比较低，导致输入信号的负半峰值时，三极管的基极的电压小于开启电压，三极管截止，从而使得共射放大电路输出波形出现顶部失真

 

饱和失真是指Q点过高时，导致输入信号的正半轴峰值时，三极管进入了饱和区，从而使得共射电路输出波形出现底部失真

 

然后我们看下设计静态工作点的一般要求

静态工作点 Vceq尽可能在VCC/2，这样是比较剧中的位置，不太容易出现饱和失真，然后就是在满足要求输入信号不失真的情况下，集电极的电流Icq尽可能的小，这样整个放大电路功耗就小。

Vceq=VCC2

 Icq尽可能小，减小功耗

然后我们设计时Ib1>>Ibq;

下面我们来看一下三极管静态工作点的设计步骤：

比如我们拿到的设计要求是，频率100KHZ，峰峰值100mV-1V的正弦波，需要放大5倍，电源VCC为12V，我们怎么去设计静态工作点Q呢？

首先出于经验，我们可以知道的是
Vceq=VCC2=6V

Ubq＞0.5+0.7=1.2V，取Ubq=3V

输入峰峰值最大为1V，那么负半轴最大就是0.5V，然后取Ube的开启电压0.7V，所以三极管不出现截止失真的Ubq的最小值就为1.2V，我们取大一点，比如取3V。然后的话我们需要假设一个参数，Icq，假设我们的静态工作点Q对应的Icq为 1mA，我们取三极管电流放大倍数β为100，那么Ibq的值大概在10uA，所以我们只要求 Ib1>10Ibq时就可以满足Ib1>>Ibq，所以我们这里选择Rb1为4.99k，Rb2就为15K。

然后我们确定

Re1+Re2=Ubq-0.7Vicq=2.3KΩ

Rc=VCC-VCC/2-2.3Vicq=3.7KΩ

放大倍数是5，所以Re1=740
Re1=740，Re2=1.56K

上面的参数设计好了，但是这个静态工作点Q到底满不满足我们的设计要求呢。我们需要反过来验证下，

首先因为我们的Ubq设计的是3V，那么三极管肯定不会出现截止失真；

假设三极管进入了饱和区，三极管的饱和管压降Vces一般是0.3V，那么
Ve≈VCC-VcesRc+Re1+Re2*(Re1+Re2)=4.485V

所以当三极管在饱和区时Ub≥Ve+0.7=5.185V

也就是说当输入信号的正半轴峰值达到2.185V时，三极管进入饱和区，输出波形会出现饱和失真，即波形顶部会出现失真。

但是输入信号的正半轴的最大值为0.5V，所以最大值Ub的最大值为3.5V，不会使三极管进入饱和区，是满足我们的设计要求的。

为了验证我们的设计对于这个电路我们来实际测试一下三极管共射放大电路的输入输出波形，以及三极管进入饱和区时输入信号的正半轴峰值是多少

大家可以看到这个理论设计的电路和实际测试的情况是有差异的，在实际设计时大家可以适当的去调整电路的参数，从而达到我们的设计要求。