探析三极管放大电路设计技巧的规模电路研究
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【摘 要】在电子信息领域当中，三极管放大电路属于最常应用硬件电路，广泛应用在社会生产生活当中。初学人员最常接触的是三极管各种经典电路，然而却没有了解电路设计过程，导致学习深入度不足。对于该种情况来说，此次研究已共发射极放大电路为例，并且通过静态工作电路设置，优化放大电路以及设定元件参数等方面深入探讨分析了三极管放大电路的设计，希望可以对相关人员起到参考性价值。
【关键词】三极管；放大电路；静态工作电路；偏置电路
三极管放大电路应用领域比较广泛，初学人员通常接触的主要是三极管电路的理论分析和经典电路，然而对于电路设计过程了解比较浅显。基于以上问题，需要有效结合理论知识和实际情况，从三极管共发射极放大电路为例，深入介绍和分析经典三级管放大电路的设计。
一、共发射极放大电路
由三极管所构成的放大电路具有较多种类，在将交流电压信号加入到发射机和输入端基极当中，发射极和输出端集电极能够获得放大的输出电压。此时放大器输出功率大于输入功率。利用直流电流转换功能能够获得输出功率，因此三极管属于有源器件，因此，需要加上直流电源才能够运行，其可以将直流电能转化为交流电能。
1.设置静态工作电路
在放大電路设计中必须确保三极管处于放大工作状态，在此种状态下，三极管必须具备以下条件，基极电压大于等于三极管内PN结导通电压和三极管发射极电压大于等于基极电压。其中三极管内PN结导通电压是三极管内PN结导通电压，硅三极管为0.7V，锗三极管为0.3V，锗三极管是上世纪七十年代应用过，当前主要使用硅三极管。所以在基极电压大于等于三极管内PN结导通电压时，并且为0.7V时，三极管会处于放大状态，否则就会处于截止状态。如果三极管发射极电压大于等于基极电压时，三极管会进入饱和状态，因此只有在满足上述条件之后，才能够确保三极管处于放大状态。
基于以上方面，在设计期间必须将直流稳压电压增设在集电极与基极之间，确保使用直流偏置电阻对三极管发射极电压、基极电压进行控制。这样就构成了三极管放大电路的静态工作电路。
2.耦合电容
耦合电容能够有效隔离放大电路与信号源、负载与放大电路之间的直流道路，确保交流信号顺利通过。通常需要使用容量比较大的电解电容器。从三极管等效模型，其中一个耦合电容会与输入电阻形成高通的滤波电路，输出电路与另一个耦合电容形成同样性质的电路。所以，在明确耦合电容大小之后，需要按照高通滤波电路进行计算。
3.设定元件参数
（1）直流电源：三极管型号不同则工作电压不同，以小功率NPN管举例分析，该三极管的三极管内PN结导通电压为0.7V，最大承压为24V，所以直流电源应当在0.7V-25V之间。在设计期间如果使用小于25V的输入电压，此时将会对三极管造成烧毁影响。其次，该三极管最大电流为0.5A，在设计过程中如果没有注重最大电流，也会对三极管造成烧毁影响。
（2）三极管发射极电压：假设基极电压为0.7V，直流电源为5V，则三极管处于饱和状态时，三极管发射极电压会小于基极电压，并等于0.7V，这就是三极管发射极电压所取得的最小值。当三极管处于截止状态时，三极管发射极电压的最大值为5V，所以三极管发射极电压取值范围在0.7V-5V之间。如果输入信号为正弦波，则输出信号就是以三极管发射极电压为中心的余弦信号。为了防止输出信号失真，就应当将输出的余弦信号波峰和波谷远离0.7V和5V，因此需要将三极管发射极电压设定取值区间为0.7V-5V中心位置，这样能够避免发生失真问题。
（3）电流放大倍数：三极管先后材质会直接影响电流放大倍数，该三极管放大倍数在63-90之间。假设设计期间使用该种类型三极管，则电流放大倍数属于定值，并且控制在77至121之间。因此，在使用期间需要假设电流放大倍数在77至121之间，之后在电路中对电流放大倍数实际值进行测量，并且在电路中带入该测量值，这样能够优化和调整电路。
（4）三极管电流：在理论资料中，三极管基极电流与集电极电流属于其中一个电流数值，之后通过＂集电极电流=电流放大倍数×三极管电流＂公式对另一个电流数值进行计算。然而，由于在实际使用期间，集电极电流存在一个范围。三极管工作电流会对三极管线性性能和功耗造成就带影响，电流越大，则表明放大状态具有良好的线性度，功耗也比较大。所以如果无特殊要求，则可以将集电极电流选取1mA，低功耗选取10uA-188uA，高性能选取超过10mA以上，实际情况需要按照三级管型号和实际需求确定。小功率三极管集电极电流在零点几毫安左右，中功率三极管在几毫安左右，大功率在几十毫安左右。
二、放大电路优化设计
第一，分压式偏置电路。相比于固定式偏置电路来说，该总电路属于三极管放大电路中最常应用的形式。电源通过电阻分压可以将正向偏置提供给三极管发射极，还能够为基极提供基极电流。基极回路电阻不仅配合电源，还能够确保电路基极电流合理，保证输入信号作用，相应改变基极电流。电阻能够组成固定分压电路，可以对放大器工作点起的稳定作用。
第二，将电阻添加到发射极上就可以形成放大器结构，若电阻并联电容，昨天独属于直流电流负反馈电阻，这样可以对静态工作点起到稳定作用。若电阻具有并联电容，择其作用不仅在于稳定性作用，也属于串联电流负反馈电路的反馈电阻，在较大程度上提升放大器交流输入电阻。
三、结束语
综上所述，三极管放大电路设计期间需要应用较多公式，因此与设计人员的经验积累具有相关性，这就成为三极管放大电路设计的难题，也是硬件电路设计的最大难度，相应提升了对设计人员的要求。因此，在实际实践期间需要注重积累经验，思考各细节问题，这样才能够及时有效发现和解决各项问题，熟练应用各电子元器件。
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