電子設計教程18:射極跟隨電路的參數設計

  射極跟隨電路的原理圖在上一節我們已經通過理論分析大致畫了出來。接下來求從“設計的角度”出發,思考射極跟隨電路的原理。不但需要計算各器件的參數,還要進行參數調試。而一些參數互相制約,調參數時會感覺到“牽一髮而動全身” 。
  設計參數之前必須要有設計要求,我們假設預期的最大輸出爲±2.5mA(1KΩ)。
  如果希望從發射極電流I_E上能夠取出2.5mA的電流,則I_E肯定要大於2.5mA,此處取值爲10mA。
  爲了得到儘可能大的輸出電壓幅度,可以把發射極電位V_E設定爲電源電壓的一半,也就是2.5V左右。由此可以算出電阻R3的阻值爲250Ω,取標稱爲240Ω,則V_E大約爲2.4V,基極電壓V_B大約爲3V。
  設定三極管的H_FE大約爲100,那麼基極電流大約爲集電極電流除以100,取I_B爲0.1mA,偏置電路的電流要比基極電流“大得多”,取偏置電路的電流爲1mA,已知Vcc爲5V,所以偏置電路的總電阻爲5KΩ。結合基極電壓V_B大約爲3V,可得R1=2KΩ,R2=3KΩ。R1與R2並聯就是輸入阻抗,此時輸入阻抗爲1.2 KΩ。
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圖 射極跟隨電路計算阻值
  由於這次電流已經算比較大了,因此三極管也不再使用9014,而改成功率較大的ZT5551。功率管的放大倍數一般小於高頻信號管。功率與放大倍數不可兼得。電子設計領域通常“有一利必有一弊”,我們希望增強電路的帶負載能力,但是如果設計參數選取不當,可能反而導致帶負載能力下降。
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  以下是電路帶1KΩ負載時,輸入與輸出波形對比
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  以下是電路帶100Ω負載時,輸入與輸出波形。與1KΩ對比,波形類似,但是100Ω負載時波形的幅值略低
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  帶10Ω負載的時候,很明顯就帶不動了,由於負載電阻太小,導致需要的電流太大,而放大電路無法提供這麼大電流的時候,波形失真。
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