用三极管做功放是电子爱好者的入门必修课。从最简单的单管甲类到双管推挽,再到带负反馈的实用电路,一步步做下来,对模电的理解会深很多。今天把几种三极管功放电路的图画出来,说说每个元件的作用和设计思路。
最简单的是单管共射放大电路,一个NPN三极管、两个偏置电阻、一个集电极电阻、输入输出耦合电容,齐活。这种电路能放大信号,但效率很低,甲类工作状态下大部分功率都变成热量了,适合小信号放大或者做前级,带喇叭是不行的。设计时先定静态工作点,让集电极电压大概是电源的一半,这样输出摆幅最大。
要带喇叭就得用推挽电路。最经典的是OCL(无输出电容)互补推挽,用一只NPN和一只PNP功率管,正负电源供电。信号正半周NPN导通、负半周PNP导通,两个管子交替工作,效率能到70%以上。但这种电路有交越失真,因为三极管的发射结有0.7V的死区电压,小信号时两个管子都不导通。
消除交越失真的办法是给两个管子的基极之间加一个偏置电压,让它们在静态时就微导通。常用的做法是用两个二极管串联,利用二极管的正向压降给三极管提供偏置。或者用一个VBE倍增电路,调节电阻比例来设定偏置电压。调好之后小信号也能正常放大,交越失真就没了。
实用的功放电路还要加负反馈。从输出端接一个电阻到反相输入端,形成电压串联负反馈,能改善失真、扩展频带、稳定增益。反馈电阻和输入电阻的比值决定电压放大倍数。做的时候注意功率管要装散热器,静态电流别调太大,不然管子发烫厉害。另外输出端别短路,短路电流很大,管子容易烧,加个保护电路或者保险丝更稳妥。
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