三极管电路计算

三极管电路计算是一个复杂的过程，需要考虑多个因素，包括三极管的特性、连接方式、工作点和电路拓扑结构。以下是一些基本的计算步骤和公式：

1. 确定三极管的特性和连接方式

放大倍数 ：确定每个三极管的放大倍数（hFE或β）。

最大电流能力 ：确定每个三极管的集电极最大电流（ICM）和基极最大电流（IB）。

连接方式 ：根据电路要求选择共射、共基或共集等连接方式。

2. 计算工作点和偏置电压

工作点 ：根据电路的放大需求和负载要求，计算每个三极管的工作点（IC、IB、Vce等）。

偏置电压 ：计算每个三极管的偏置电压（Vbe或Vce），确保它们在合适的范围内。

3. 计算输入和输出阻抗

输入阻抗 ：计算每个三极管的输入阻抗（Ri），确保信号传输的稳定性和匹配性。

输出阻抗 ：计算每个三极管的输出阻抗（Ro），确保负载匹配。

4. 计算电压和电流

各极电压 ：使用公式 Ie = Ib + Ic 和 Ic = βIb 计算三极管的各极电压（Ube、Uce、Uc等）。

基极电流 ：计算基极电流（IB）并确保其在合适的范围内。

集电极电流 ：计算集电极电流（IC）并确保其在最大电流能力范围内。

5. 考虑反馈

电压反馈 ：计算输出电压反馈系数和输入电流反馈系数。

电流反馈 ：计算反馈电流和反馈电阻。

6. 考虑实际应用

偏置电路 ：设计合适的偏置电路，确保三极管在静态和动态工作点上都表现良好。

温度影响 ：考虑三极管参数随温度的变化，确保电路在不同温度下的稳定性。

示例计算

以下是一个具体的示例计算，展示了如何计算三极管放大电路中的电阻值：

# 已知条件

输出负载最小为10kΩ，电压放大倍数Av=5，电源电压VCC=15V，电流放大倍数β=100。

# 计算步骤

1. 计算输出电阻Ro ：

当输出负载为RL时，Ro = Rc || RL。

当输出为空载时，Ro = Rc。

ΔVo = – ΔIc * Ro，ΔIe = （1+β） * ΔIb，ΔIc ≈ ΔIb，所以ΔVo = – β * ΔIb * Ro。

ΔVi = ΔIb * rbe + ΔIe * Re，所以ΔVi = ΔIb * [rbe + （1+β） * Re]。

Av = ΔVo / ΔVi = – β * Ro / [rbe / β + （1/β + 1） * Re]。

当β > 100时，由于rbe很小，认为1/β = 0，则Av = – Ro / Re。

当RL = ∞时，Av = – Rc / Re，Ro = Rc。

已知电压放大倍数Av = 5，则Ro / Re = 5，为了满足静态工作点在中间位置，保证不出现饱和失真和截上失真，取Vce = 0.5Vcc，即Vce = 0.5 * 15V = 7.5V。

取le = 1mA，Re + Ro = （15V – 7.5V） / 1mA = 7.5kΩ。

2. 计算R1和R2 ：

使基极电流达到集电极电流的1/hFE（IB = IC / hFE），晶体管将处于导通状态。

考虑到hFE的分散性及基极电流受温度影响而变化等因素，应使基极电流稍大些（过驱动），通常按所使用的三极管hFE的最低值计算的基极电流的1.5~2倍，即IB = （1.5~2） * IC / hFE（min）。

已知：IC = 5mA，hFE（min） = 70，IB = （1.5~2） * 5mA / 70 = 0.1~0.14mA，可取0.2mA（一位小数且大于0.14mA）。

由于三极管导

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