最简单的直流放大电路图大全 七款最简单的直流放大电路设计原理图详解

能够放大DC信号或变化缓慢的信号的电路称为直流放大器电路或直流放大器。这种放大器常用于测量和控制。

最简单的直流放大器电路图(一)共发射极放大电路中的DC路径分析一个放大电路主要有两项工作要做:一是确定静态工作点,即求电路中晶体管在无输入信号时各极的电流和电压值,分别为Ib、ic、Ube和Uce。如果这些值不在正常范围内,放大器就不能正常放大;二是计算放大器放大交流信号的能力,并动态分析其他交流参数,以确定放大器电路的电压放大系数Au、输入电阻ri和输出电阻ro。

从共发射极放大单元的电路结构图可以看出,电路工作时既有DC分量,又有交流分量。为了便于分析,一般将DC分量和交流分量分开研究,因此将放大电路分为DC路径和交流路径。所谓DC路径,就是放大电路没有加输入信号时,DC分量在DC电源Ec作用下流经的路径。

直流路径

由于电容对于DC电压可视为开路,当集电极电压源确定为DC电压时,电压放大器中的电容可以省略。晶体管电压放大器的DC电路如图3-5所示。

最简单的直流放大器电路图(2)如图所示的晶体管组成的直流放大器电路。在该电路中,晶体管VT1和VT2构成差分输入放大器电路,晶体管VT3构成用于抑制共模增益的恒流源电路。输入信号u0与输出信号u0相位相反。

最简单的直流放大器电路图(三)DC通道下共发射极、共集电极、共基极放大器电路分析1、共发射极放大器电路

基本的共发射极放大电路如图,在模型书上应该经常遇到,但当时更多的是分析静态工作点,交流和DC放大。但是,在实际的电路设计中,R1和R2的范围应该是多少呢?或者应该如何对它们进行估值?

已知NPN型管2N2219为硅型管,放大器正常工作时饱和电压Ube=0.7V。首先是R1的选择。2N2219的最大Ib值为800mA,显然不能选择R1使其电流值小于800mA。一般Ib的电流值是几mA到uA,因为最大Ic值是800mA,按照常见的100倍放大,最大Ib只能达到8mA。

按照这个标准可以得出数值,比如R1=10k(先分析一下是否合适),然后Ib=0.43mA,假设放大100倍(粗略估计,所以取这个值),然后Ic=43mA,而为了让晶体管工作在放大区,必须要求Uce“Ube”,那么Uce至少要大于0.7V,嗯,假设是1v(应该比这个好)。为防止饱和失真),那么R2应取为R2=(12-1)V/43mA=256,即R2不能大于256(估算、放大等因素很多,但都在这附近)。所以我们可以取R2=200及以下(R2越小,Uce越大)。

2、共集电极放大器电路

图8共集电极放大器电路

如何选择图8中的R1和R2?由于R2在发射极上,Uce电压必须大于5v,这意味着集电极结反向偏置。此时只需要保证发射极结正向偏置,Ib电流值合适即可。所以R1和R2的选择只能跟十几个要求,比较宽,从几百欧姆到几k.

3、共基放大器电路

R1和R2应该选择多少?

Ie一般在几十毫安,假设Ie=43mA,此时R1约为100,Ic约等于Ie=43mA。为了保证Uce的反向偏置,还需要保证如果UCE是1V,R2最多可以取256,R2可以根据Uo的输出取几十到200。

最简单的直流放大器电路图(4)

其实直接耦合有很大的隐忧。我们将前一级的输出直接连接到下一级的输入,以耦合交流信号。如上图所示,前一级集电极电压的变化会影响下一级的基极电压,所以下一级的工作点会受到前一级工作状态的牵引。工作点的相互作用导致直耦放大器的稳定性较差,因此需要精心设计DC偏置,尽可能使用质量好、数值准确的器件来提高稳定性。

直接耦合放大器电路采用两个放大器之间的直接连接来传输交流信号。下图是为了方便DC分析而画出的DC等效电路。我们会进行分析,但请注意,在分析过程中,会反映出第一级工作点的变化会影响第二级的DC工作状态。当然,第二级工作点的变化也会影响第一级的DC工作状态。

步骤1:第一极点输入使用粗略算法直接找到IEI。

第二步:求VCI=VB2。

对于Q1集电极电流节点,可以列出

其中IB2比其他电流小得多,可以认为是零,公式如下

因此,可以获得Q1=VB2=6.7V的集电极电压ci。

我们发现第二级的基极电压受到前一级集电极电压的影响。当第一级的工作点改变时,集电极电压改变,这将进一步改变第二级的工作点。反之,当第二级的工作点发生变化时,第一级的工作点也会发生变化。这样的交互关系使得直耦放大器的稳定性较差,需要使用相当精确的元件来保证不会出现连锁效应,工作点会偏移。

最简单的DC放大电路图(5)部分相机CRT采用11.4 cm (4.5英寸)平板CRT作为显示部分,高压部分阳极电压为++20kV,聚焦电极电压为+3.2kV,加速电极电压为++1000V,高压部分电源为24V DC。以下电路是为了更换和维修这些显示器的高压元件而设计的(电路选自网络文章,原作者不详)。该电路的设计也可以为其他升压电路的设计提供参考。

基本原理:NE555构成脉冲发生器。通过调节电位器VR2,可以产生频率在20kHz左右的脉冲,电位器VR1可以调节脉冲宽度。TR1为推级,脉冲变压器T1采用反极性励磁,即TR1导通时,TR2导通,D3、 c9、 VR3、 r7和D4、R6、TR3组成高压保护电路。VR2用来调节频率,高电压可以通过调节VR2来调节。

VR2采用精密可调电阻。T2彩电行输出变压器可以灵活使用。笔者选用的是东洋SE-1438G系列35 cm (14寸)彩电的行输出变压器。通过适当选择R8的电阻值,该变压器的阳极电压可以达到20 kV,然后加速电极电压为+1000 V,聚焦电极电压为+3.2 kV。整个元件封装在铝盒中,铝壳接地,可以减少对电路的干扰。

直流放大器最简单电路图(六)双管直耦放大器直流放大器只能直接耦合,不能用RC耦合或变压器耦合。图8是两级直接耦合放大器。直接耦合方式会导致前后级工作点的相互制约。在电路中,在VT2的发射极增加电阻R E,提高后级的发射极电位,以解决前级和后级的抑制。直流放大器的另一个更重要的问题是零点漂移。所谓零漂,是指在没有输入信号时,放大器的静态电位由于工作点的不稳定而缓慢变化,这种变化被逐级放大,导致输出端出现假信号。放大器级数越多,零点漂移越严重。所以这种双管直耦放大器只能用在要求不高的场合。

最简单的直流放大器电路图(七)零漂移的解决方案是使用差分放大器,图9显示了一种广泛使用的发射极耦合差分放大器。它采用双电源,其中VT1和VT2特性相同,两组电阻值相同,re有负反馈。其实这是一个桥式电路,两个R C和两个管就是四个桥臂,输出电压V 0从桥的对角线上取出。当没有输入信号时,由于RC1=RC2且两个电子管具有相同的特性,电桥平衡,输出为零。因为是桥形连接,零点漂移也很小。

差分放大器具有良好的稳定性,因此应用广泛。