晶体电路设计指南
《晶体管电路设计》铃木雅臣,模电,读后总结
输入阻抗
P23 如果电源内阻为0R，则电源正与相当于短路，则输入 阻抗为R1//R2,与输入隔直电容形成RC滤波器
P27 基极电压为一定值，减去0.6V，可知Ve也是固定值， Ie=Ve/Re,所以射极电流不变，Ice相当于恒流源,所以等 效内阻无限大，相当于断路，最后可知输出阻抗为Rc本 身。
输出阻抗
共模抑制比（CMRR）:表示加在两个输入端的同一信 号成分有多大程度能够受到抑制的特性。如果频率超 过一定值，两个晶体管相互抑制的能力会变差。
பைடு நூலகம்
插入图11.3 图中两个共发射极放大电路的发射极并在一起，并且 用一个三极管做恒流源，等效如图。由于发射极电流 是恒定的，那么可以将发射极的负载可以看成一个可 变电阻，电压升高则负载阻值也增大（I=V/R），以维 持电流恒定不变。而这两个负载电阻可以看成Vbe1与 Vbe2串联形成的，Vbe1增加则Vbe2减少。由于是两 个相同结构的共发射极放大电路并起来，所以两个电 压V1=V2，同时增加Δv,则经过放大后输出振幅也都会 增加Δv*Av(乘以增益倍)，也就是说两个输出都会增加 Δv*Av，那么从输出端Vo1与Vo2之间测量压差Vo1Vo2=0。即，Vout=Vo1-Vo2=Av(Vi1-Vi2),也就是说这 个放大器是对Vi1与Vi2的差进行放大。
加负反馈也能改善频率特性及噪声特性，这也是其优点之一。 闭环增益越小，越能扩展高频特性。
为什么负反馈放大电路的增益是由反馈网络决定的（Rf、Rg）? 为什么加了负反馈网络后，增益就固定在一定值而与本身增益 无关，本来的放大电路具有离散性，那为什么加了负反馈后电 路增益就固定了？ 原因：如果没有加负反馈，Rs上的电流is=Vi/Rs，如果输入电压 是一定的值，那么三极管的发射极交流电压就是交流输入电压 Vi，最关键的是加了负反馈后的叠加电压不能高于Vi,否则不能 工作。没有加反馈时电路的放大倍数是晶体管本身Hfe，是很大 的值，加负反馈后只会把整体放大倍数压制下来。如果输出电 压由Rf与Rs由分压后产生的电压超过Vi，则输入停止。所以由 反馈叠加到发射极的电压会接近输入电压Vi，而永远不会超过 。所以，整体增益会被反馈网络限制而与晶体管本身增益无关 。
晶体管放大倍数β检测电路的设计
晶体管β值数显测量电路实验报告宁波大学科技学院理工分院课题五晶体管β值数显测量电路一、实验目的1、设计任务设计一个低频小功率NPN型硅三极管共射极电流放大倍数β值测量电路。
2、基本要求（1）β值的测量范围为50 ～ 250。
（2）接入晶体管后自动显示被测晶体管的β值，当没有接入晶体管时数码管显示为零。
（3）当接入晶体管的β值不在测量范围时，用发光二极管指示。
（4）测量精度为±5%。
（5）测量响应时间t<1S。
3、扩展要求（1）分档指示功能，当β值为50～100，100～180，180～250时，分别用发光二极管指示。
（2）能测量PNP管的β值。
二、实验原理由设计要求可知只要将被测晶体管的β值转换为对应的电压值，对β值的测量转变为对电压的测量。
将此电压进行比例调整后，进行A/D转换，然后进行译码显示即可。
其原理框图如图2-5-1所示。
三、单元电路设计参考1、β/V转换电路基本思路为：对被测晶体管输入一固定值的基极电流，则其集电极电流Ic=βIb，然后将集电极电流转换为电压即可。
基极电流的设置可以采用如下两种方式。
其一、如图2-5-2所示，选择恰当的基极偏置电阻Rb实现基极电流设置。
其二，利用恒流源实现基极电流的设置，如图2-5-3所示。
这种方式的优点是可以对锗管设置基极电流而不需要改变电路结构或元件参数。
由于要提供很小的基极电流，恒流源可以用如图2-5-4所示的微电流源实现。
微电流源的参考电流与输出电流之间的函数关系为：2、 比例调整电路比例调整电路的主要作用是将β/V 转换电路的输出电压作适当的调整提供给A/D 转换电路，以期得到一个适当的二进制数值，便于译码器显示对应的β值。
常用的比例电路有反相比例电路，同相比例电路，差动放大电路等。
在此介绍一下常用的三运放差动放大电路，电压如图2-5-6所示。
CSC S C b C R I U I I I I ===β10AR I U CC C μβ*==))(21(1220I I PU U R RU -+=6.19)21(255512510)21()21(28322=+=-==⨯+=+-PP C P R R LSB R R U R R 得：由：LM324N芯片引脚图3、A/D转换电路A/D转换电路将模拟量转换为数字量。
晶体Crystal振荡电路原理、分类及设计
晶体Crystal振荡电路原理、分类及设计目录1.文档简介 (3)2.晶体振荡电路的工作原理 (3)2.1石英晶体特性 (3)2.2并联型晶体振荡电路 (4)2.3串联型晶体振荡电路 (6)3.时钟的重要参数 (6)4.晶体振荡器种类 (11)4.1普通晶体振荡器 (11)4.2温度补偿晶体振荡器 (12)4.3恒温晶体振荡器 (14)5.CRYSTAL（晶体）电路设计 (14)5.1晶体电路设计器件说明及选择 (15)5.2PCB布局设计 (16)6.晶体常见问题举例 (16)6.1不起振问题分析与解决 (16)6.2频偏过大 (17)7.总结 (17)附录一相关公式推导一 (18)附录二相关公式推导二 (20)1.文档简介本文主要介绍了晶体振荡电路的工作原理，时钟的重要参数，晶体振荡器的种类，晶体电路设计及晶体常见问题的举例。
2.晶体振荡电路的工作原理晶体（石英晶体）振荡电路主要由主振电路和石英谐振器组成，主振电路将直流能量转换成交流能量，振荡器频率主要取决于石英晶体谐振器。
振荡电路一般采用反馈型电路，按晶体在振荡电路中的作用，又可以分为串联型晶体振荡电路和并联型晶体振荡电路。
本章首先介绍石英晶体的特性，然后分别介绍并联型晶体振荡电路和串联型晶体振荡电路的结构及工作原理。
2.1石英晶体特性晶体（石英晶体）之所以能作为振荡器产生时钟，是基于它的压电效应：所谓的压电效应是指电和力的相互转化，即，如果在晶体的两端施加压缩或拉伸的力，晶体的两端会产生电压信号；同样的，在晶体的两端施加电压信号，晶体会产生形变。
而且这种转化在某特定的频率上效率最高，此频率（由晶片的尺寸和形状决定）即为晶体的谐振频率。
实际应用的晶片是由石英晶体按一定的方向切割而成的，晶片的形状可以各种各样，如方形、矩形或圆形等。
由于晶体的物理性质存在各向差异性，相同的晶体按不同晶格方向切下的晶片，会产生不同的物理特性。
因此，晶体的切割方法是非常重要的，对石英晶体来说，有AT/BT/DT/GT/IT/RT/FC/SC等不同的切法，要根据具体的需求选择相应的切法切割晶片，其中最常用的有AT切和SC切。
实验二晶体管放大电路的设计
晶体管放大电路的设计(设计性实验)一•设计题目：单极晶体管阻容耦合放大器的设计(1) 已知条件V Cc= +12V, F L= 2.4 K0 , V = 10mV R = 2K Q⑵性能指标要求A v>40, R>l , R O<2K「，F L<100H Z R>100kHz二•设计步骤及要求(1) 根据已知条件及性能指标要求，确定电路器件，设置静态工作点，计算电路元件参数。
(2) 在实验线路板上安装电路。
调整并测量静态工作点，使其满足设计计算值的要求。
(3) 测试性能指标，调整与修改元件参数值，使其满足放大器性能指标的要求。
三.实验方案与设计过程1. 工作原理图2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。
它的偏置电路采用嘉和甩组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R,以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加入输入信号U i后，在放大器的输出端便可得到一个与U i相位相反，幅值被放大了的输出信号U o，从而实现了电压放大。
2. 设计过程首先，选择电路形式及晶体管。
采用如图2-1所示的分压式电流负反馈偏置电路，可以获得稳定的静态工作点。
因放大器的上限频率要求较高，故选用高频小功率管，其特性参数山=20mA V BR)CEQ> 20V, fQ 150MHz通常要求B的值大于A的值，故选1 = 60。
其次，设置静态工作点并计算元件参数。
由于是小信号放大器，故采用公式法设置静态工作点Q,计算如下： 要求R>l （Rr 5），根据公式“r b (1「)嗨七00「皿I eQ (mA) I CQ (mA)I C Q 26mA = 2.2mA 1000 -300取 I CQ =2mA若取V bQ =3V,由 Re : V bQ -Vbe1 CQ由"誌―曲为使静态工作点调整方便， 尺2由20k 」固定电阻和100k 」电位器串联而 成。
由于(R S r be ) :: (R C R L ),比较「（3~10）25貝 ％）Q -(3~ 10)2二 f L (R c R L )由Cwef^er 8.2^取标称值10汀取C C =C b =10l F ,=1.15k 1，取标称值1k-1V CC V bQR b2 :R b1 =57kOV bQ20罟黑I CQ (mA)=1.08k 1由心二得V i__ L 妲r ber be A VR L R L'=1k 「， R L - R L综合考虑，取标称值2.4 k-R b1 ' R b22 、函数信号发生器 4 、交流毫伏表6、直流毫安表 8 、万用电表9、晶体三极管3DG6< 1（ 50〜100）或9011X 1、电阻器、电容器若干 五、实验内容实验电路如图2— 2所示。
晶体管电路设计 精讲 第十三贴 控制频率特性的电路实例
晶体管电路设计精讲第十三贴放大电路的频率特性学习内容：简单的高低通和谐振放大电路原理针对要求，灵活变化（二）今天同样是几个例子，电路的基础还是基于带发射极电阻的共射极放大器，下面我们来看一下第一个图：我们观察一下这张图，象以前一样，我们先来找到这个电路与基本电路的区别。
大家应该能很轻松的发现，只有一个区别：在集电极电阻Rc上并联了一个0.015uF的电容。
那么这个仅价值不到1毛钱的电容会对电路产生什么样的影响呢？首先，我们来看一看它的位置，是与Rc并联，在以前的学习中我们了解到，Rc对于整个放大电路而言主要会影响两个方面。
第一、Rc/Re决定了放大器的增益也就是放大倍数。
第二，Rc在交流上等效于放大器的输出阻抗。
下面分析一下，当电容并联上以后会发生什么呢？在分析时我们明确一点，电路在工作时，是交流信号和直流偏置（也可以看做直流信号）共同存在的，那么我们就要分别在交流和直流的两种情况下进行分析。
在直流通路中，根据电容“隔直通交”的特点，电容C相当于无穷大的一个电阻，那么一个无穷大的电阻并联在Rc上也就相当于Rc还是原先的Rc，就同没有这个电容一样。
这个应该很容易理解。
而正由于电容“隔直通交”的这个特点，电容往往会对交流通路产生很特别的作用。
在这时我们就不能仅仅停留在电容可以“隔直通交”上，而需要更深入一步的了解电容了。
对于电容“通交”的工作原理我们这里不多做介绍，感兴趣的朋友可以找相关资料看一下。
我们需要记住的是一个结论：电容在交流通路中的作用表现为一个电阻（阻抗），这个电阻是可变的，当通过电容的信号频率高时电容表现出来的电阻小，当通过电容的信号频率低时电容表现出来的电阻大。
大家还记得以前讲的三极管的微变等效电路吗？当加上这个0.015uF的电容后，我们可以简单的画一下输出部分的等效电路。
如下图：从图中大家可以看到，三极管的输出回路等效为一个恒流源加一个电阻Rc 和电容C，将这个电路做戴维南变换后可得下图，注意，因为电容C是非线性器件，故其不参与变换：电阻RL是新加上去的，表示负载。
晶体管电路设计 精讲 第八贴
晶体管电路设计精讲第八贴学习内容：1、三极管的基本特性2、通过参数挑选三极管知己知彼，百战百胜前面几贴，我们已经对晶体管放大电路有了一定的认识，现在我们就要开始进入我们的电路设计过程了。
就象我们平时做一件事一样，在做之前先要有一个目标或者说是目的。
但是仅有目标就行了吗？还要有实现目标的方法，可利用的资源，和实现手段的限制等等。
用一个很简单的例子来说明这个过程：现在，老板通知你明天到北京开会。
你应该怎样做呢？马上买车票直奔北京么？如果你真的是这样想的而且这样做了，相信用不到明天你的老板就会通知你不用来上班了。
看起来是一个很简单的问题，但是它涉及到的内容绝对不简单，我们可以把它当做一个系统的工程来分析下。
最简单的办法是问自己几个问题：1、明天要开什么会？2、在哪里开？3、几点报道？4、需要做哪些准备？这是一些最基本的必须知道的条件。
也是我们做好这件事情所要必须了解的东西。
例子很简单，让我们切换回来，当我们设计一个电路时是不是也要有一些条件和要求摆在我们面前呢？我在QQ里经常会遇到一些朋友提出类似的问题：“我要做一个功放，求图纸”，“我要做个稳压电源该怎么做”等等诸如此类的问题。
那么这时候，一般我会反问他们，“你要做一个多大的功放，是用电脑做音源还是用话筒?”，“你要做的稳压电源输出多少电压，电流，输入多少”。
而现在我们设计一个放大器，同样要有一定的条件要求，按着这个要求去投计选材，做出来的才是一个合格的作品。
下面就是我们这次要设计的放大器的基本要求了：让我们来分析一下这个要求。
首先第一条，电压增益也就是电压放大倍数是5倍，这一点很明确，不用多说。
第二条，最大输出电压5Vp-p，这个要求里面的意思就很多了。
先解释下Vp-p的概念，翻译成中文是“电压峰峰值”的意思，从字面上就可以理解了，就是指一个交流信号在某一时间段内波峰和波谷（正向峰值和负向峰值）的电压差。
这个值代表了信号的幅度信息。
还有以后我们要经常用到的有Vrms（有效值），Vp（峰值），它们之间的关系如下图它们之间的关系式如下，这几个公式希望大家能记住并理解：Vp-p = 2VpVp = √2 Vrms = 1.414 VrmsVrms = 1/√2 Vp = 0.707 VpVp-p = 2 x √2 Vrms = 2.828 VmrsVrms的物理意义在于，某个信号在一个完整周期内在负载上所做的功与相同的直流电压在同一时间段同一个负载上所做的功相同。
单结晶体管触发设计
单结晶体管触发电路设计系别：电信系班级：姓名学号;指导教师：一、实训目的(1) 熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各元件的作用。
(2) 掌握单结晶体管触发电路的调试步骤与方法。
(3) 熟悉与掌握单结晶体管触发电路各主要点的波形测量与分析。
(4) 熟悉单结晶体管触发电路故障的分析与处理。
二、实训所需挂件及附件三、实训线路及原理利用单结晶体管(又称双基极二极管)的负阻特性和RC的充放电特性，可组成频率可调的自激振荡电路，如图2-1所示。
图中V6为单结晶体管，其常用的型号有BT33和BT35两种，由等效电阻V5和C1组成组成RC充电回路，由C1-V6-脉冲变压器组成电容放电回路，调节RP1即可改变C1充电回路中的等效电阻。
图11-1 单结晶体管触发电路原理图晶闸管的工作原理当b1—b2．间加电源VBB，且发射极开路时，A点电位及基极b2的电流为：式中η称为单结晶体管的分压比，其数值主要与管子的结构有关，一般在0.5～0.9之间。
图3-2 单结晶体管特性曲线的测试晶闸管T在工作过程中，它的阳极A和阴极K与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。
晶闸管的工作条件：1. 晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态。
2. 晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。
3. 晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。
4. 晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断。
从晶闸管的内部分析工作过程：晶闸管是四层三端器件，它有J1、J2、J3三个PN结图1，可以把它中间的NP分成两部分，构成一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管图2当晶闸管承受正向阳极电压时，为使晶闸管导通，必须使承受反向电压的PN结J2失去阻挡作用。
晶体管β值测量电路设计
晶体管β值测量电路设计摘要三极管放大倍数β值测量电路的功能是利用三极管的电流分配特性，将放大倍数β值的测量转化为对三极管电流的测量，同时实现用发光二极管显示出被测三极管的放大倍数β值。
电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电源。
本晶体管β值测量电路主要由电源电路、I/V转换电路、电压比较电路、放大电路和显示电路（LED）6部分构成。
经ORCAD仿真和实际操作，初步实现了简单的晶体管的β值测量。
关键字：β值；三极管；ORCAD；放大电路Abstractβ magnification transistor circuit for measuring the value of the function is to use the current distribution of transistor characteristics, the β magnification of the measured value into a measurement of the transistor current, at the same time using light-emitting diode triode to show the measured values of the amplification of factor β. Power supply circuit is to provide DC power to all circuits of the above.This β value of the transistor circuit is made up of 6 parts, which is the power measurement circuit, I / V conversion circuit, voltage comparator circuit, amplifier circuit and display circuit (LED). After the ORCAD simulation and actual operation, the simple measurement of transistor β value is basically attained.Key words: β magnification; transistor characteristics ; ORCAD; amplifier circuit1 ORCAD简介ORCAD是由ORCAD公司于八十年代末推出的EDA软件，它是世界上使用最广的EDA软件，每天都有上百万的电子工程师在使用它，相对于其它EDA软件而言，它的功能也是最强大的，由于ORCAD软件使用了软件狗防盗版，因此在国内它并不普及，知名度也比不上PROTEL，只有少数的电子设计者使用它，它进入国内是在电脑刚开始普及的94年。
晶体放大电路
电压放大倍数
总结词
电压放大倍数是晶体放大电路最重要 的性能指标之一，它反映了电路的放 大能力。
详细描述
电压放大倍数是指输出电压与输入电 压的比值，反映了晶体管对信号的放 大能力。一般来说，电压放大倍数越 大，说明电路的放大能力越强。
输入电阻和输出电阻
总结词
输入电阻和输出电阻是晶体放大电路的重要性能指标，它们决定了电路对信号的传输能力和负载能力 。
晶体管的参数包括电流放大倍 数、频率响应、噪声系数等， 需要根据实际需求进行选择和 调整。
输入和输出变压器
输入和输出变压器是晶体放 大电路中用于信号传输的重
要元件。
1
输入变压器负责将信号从信 号源传输到晶体管，而输出 变压器则将放大后的信号传
输到负载。
变压器的选择和设计对放大 电路的性能和稳定性有重要 影响，需要根据实际需求进 行选择和调整。
计算元件参数
根据设计要求和晶体管参数， 计算电路中电阻、电容等元件 的参数值。
元件选择与计算
电阻选择与计算
根据电路需求选择合适的电阻类型和精度，计算 其在电路中的阻值。
晶体管选择与参数确定
根据设计要求选择合适的晶体管型号，并确定其 输入阻抗、输出阻抗、增益等参数。
ABCD
电容选择与计算
根据频率特性、电压和电流要求选择合适的电容 类型和容量，计算其在电路中的容值。
详细描述
失真产生的原因主要是由于晶体管内部的非线性特性以及电路参数的不理想。失真会导致输出信号的波形发生畸 变，影响信号的质量和传输效果。失真越小，说明电路的性能越好，信号的保真度越高。
04
晶体放大电路的应用
音频放大
总结词
晶体放大电路广泛应用于音频信号的 放大，如音响设备、麦克风等。
《晶体管电路设计(上)》
《晶体管电路设计(上）》一、晶体管基础知识1. 晶体管的分类与结构晶体管是一种半导体器件，按照结构和工作原理的不同，可分为两大类：双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）。
双极型晶体管包括NPN型和PNP型，而场效应晶体管主要包括增强型MOS管和结型场效应管。
2. 晶体管的工作原理（1）双极型晶体管（BJT）工作原理：当在基极与发射极之间施加适当的正向电压，基区内的少数载流子会增多，导致集电极与发射极之间的电流增大，从而实现放大作用。
（2）场效应晶体管（FET）工作原理：通过改变栅极电压，控制源极与漏极之间的导电通道，实现电流的放大。
3. 晶体管的特性参数（1）直流参数：包括饱和压降、截止电流、放大系数等。
（2）交流参数：包括截止频率、增益带宽积、输入输出阻抗等。
二、晶体管放大电路设计1. 放大电路的基本类型（1）反相放大电路：输入信号与输出信号相位相反。
（2）同相放大电路：输入信号与输出信号相位相同。
（3）电压跟随器：输出电压与输入电压基本相等。
2. 放大电路的设计步骤（1）确定电路类型：根据实际需求选择合适的放大电路类型。
（2）选择晶体管：根据电路要求，选取合适的晶体管型号。
（3）计算电路参数：包括偏置电阻、负载电阻、耦合电容等。
（4）电路仿真与调试：利用电路仿真软件进行仿真，并根据实际效果调整电路参数。
三、晶体管开关电路设计1. 开关电路的基本原理晶体管开关电路利用晶体管的截止和饱和状态，实现电路的通断控制。
当晶体管处于截止状态时，开关断开；当晶体管处于饱和状态时，开关闭合。
2. 开关电路的设计要点（1）选择合适的晶体管：确保晶体管在截止和饱和状态下都能满足电路要求。
（2）优化电路参数：合理设置驱动电流、开关速度等参数，以提高开关电路的性能。
（3）考虑开关损耗：在设计过程中，尽量降低开关过程中的能量损耗，提高电路效率。
《晶体管电路设计(上）》四、晶体管稳压电路设计1. 稳压电路的作用与分类稳压电路的主要作用是保证输出电压在一定范围内稳定不变，不受输入电压和负载变化的影响。
晶体管放大倍数β检测电路的设计与实现解读
晶体管放大倍数β检测电路旳设计与实现试验汇报一，摘要简易晶体管放大倍数β检测电路由三极管类型鉴别电路，三极管放大倍数档位鉴别电路，显示电路，报警电路和电源电路五部分构成。
三极管类型鉴别电路旳功能是运用NPN型和PNP型三极管电流流向相反旳特性，通过判断发光二极管亮灭判断三极管旳类型是NPN型还是PNP型。
三极管放大倍数档位鉴别电路旳功能是运用三极管旳电流分派特性将β旳测量转换为对三极管电流旳测量，并实现对档位旳手动调整，并运用比较器旳原理，实现对档位旳判断。
显示电路旳功能是运用发光二极管将测量成果显示出来。
报警电路旳功能是当所测三极管旳β值超过测量范围时，可以进行报警提醒。
电源电路旳功能是为各模块电路提供直流电源。
关键字：放大倍数β，档位判断电路，显示电路，报警电路二，设计任务规定及原理电路1.基本规定：⏹设计一种简易晶体管放大倍数β检测电路，该电路可以实现对三极管β值大小旳初步判断。
1电路可以检测出NPN.PNP三极管旳类型。
2电路可以将NPN型三极管放大倍数β分为不小于250，200-250，150-200，不不小于150共四个档位进行判断。
3用发光二极管来指示被测电路旳β值属于哪一种档位。
4在电路中可以手动调整四个档位值旳详细大小。
5当β超过250时可以闪烁报警。
⏹设计该电路旳电源电路（不规定实际搭建），用PROTEL软件绘制完整旳电路原理图（SCH）及印制电路板图（PCB）。
2.提高规定：1电路可以将PNP型三极管放大倍数β分为不小于250，200-250，150-200，不不小于150共四个档位进行判断，并且可以手动调整四个档位值旳详细大小NPN,PNP三极管β档位旳判断可以通过手动或自动切换。
2PROTEL软件绘制该电路及其电源电路旳印制电路版图（PCB）。
3.设计思绪、总体构造框图:图1 简易双极性三极管放大倍数β检测电路旳总体框图①分块电路和总体电路旳设计（含电路图）晶体管判断电路图2 三极管类型鉴别电路和放大倍数β测量电路如图，由于NPN 型与PNP 型二极管旳电流流向相反，当两种三极管按图中电路构造且连接方式相似时（即集电极接上端，发射极接下端），则NPN 型三极管导通，从而发光二极管亮。
晶体管电路设计 精讲 第十四贴 射极跟随器的基本认识
晶体管电路设计精讲第十四贴射极跟随器的基本认识学习内容：1、射极跟随器的电路结构2、射极跟随器关键参数的推导大家好，在前面十三贴的学习中，我们对共发射极放大电路有了初步的认识，也学会了一些简单的计算。
可以说共发射极电路是三极管放大中应用最广泛的电路模式，但是，这种电路由于结构上的原因有一些缺点，比如输出阻抗高（相当于Rc），在第七贴的内容中，我们研究过这个问题。
在实际应用中，一个音频放大器最后是要通过扬声器把最终放大后的电信号转成声音的，而扬声器的阻抗我们大家都知道，一般是16Ω，8Ω，4Ω等几种。
现在我们来做一个假设，如果一个三极管共射极放大电路它的Rc是5K，如果我们给它的输出接一个8Ω的扬声器，会发生什么事呢？根据前面的学习，大家应该知道，既然这个电路的Rc是5K，那么它的输出阻抗也就是5KΩ了，我们画一下输出电路的等效图。
图中的电压源Vc与集电极电阻Rc组成了共射放大器的输出部分，当接上阻抗为8Ω的扬声器做为负载时，我们可以一目了然的看到，这时候扬声器上所分得的信号电压极小，绝大部分的信号都落在了Rc上，这意味着既使放大电路的放大倍数很高，而传递到负载上的信号却很小，想象一下吧，给8Ω的扬声器串上一个5K的电阻会发生什么事儿。
从图中我们也可以看到，要想在负载上获得更大的信号电压，对这个电路来说就必须要提高负载的阻抗，提高到5K与Rc相当时应该是最合适的了。
因为这时候负载上的功率最大，而扬声器发出声音的大小是与功率成正比的（当然不是线性的正比，这点玩音响的朋友更清楚）。
这个结论可以通过简单的公式推导得出，我们就不详细说了。
而5KΩ阻抗的大功率扬声器意味着更大的线圈，更多的漆包线，更大的磁铁等等，这对于扬声器制造业来说无疑于一场灾难。
怎么办呢，从扬声器上找不到出路，那么就要从电路上想办法了，于是具有低输出阻抗的射极跟随器脱颖而出了。
下面我们来看一个最普通的射极跟随器的电路图。
按照我们的习惯，先找一下这个电路与共发射极电路的区别，很简单不是么，只有两处：1、集电极电阻Rc不见了2、输出信号改为从发射极引出这两处的变化会带来什么变化呢？能解决我们上面说到的问题吗？我们马上分析一下，先来将这个电路做一下微变等效，得到下图：vin是输入到放大电路的信号源（在以后的贴子中，凡是代表交流的，动态的等变化量的参数首字母将小写，以后不再说明），也就是我们要放大的信号电压，从这个图中，我们可以更轻松的判断出信号的输入和输出回路。
晶体管放大电路设计
晶体管放⼤电路设计晶体管放⼤电路设计丁炳亮⼀、基础理论具体⼀个晶体管电路的计算其实并不困难，真正困难的是根据要求设计出合乎要求且实际性能优良的电路。
晶体管电路的计算主要是静态⼯作点和动态参数的估算。
⾸先需要准备⼀些基础知识⽤于理论计算。
1、晶体管计算中⽤到的⼏个重要公式：第⼀个公式是PN节伏安特性公式，公式中电流电压为直流。
第⼆个公式是共射接法时，BE的输⼊的动态电阻，经常⽤到的⼀个公式。
其中rbb⽐较⼩，当电流很⼩时可以忽略，或者认为是200欧，⼀些晶体管规格书会给出。
需要注意是计算交流等效电路时才有⽤到这个公式。
第三个公式只要记住26mV即可。
第四公式为转移电导，也就是把晶体管等效为电压控制电流源（h模型等效为CCCS，Pi模型等效为VCCS）。
第五、六个公式为考虑厄利电压时的共射直流放⼤倍数和CE间电阻，看作CCCS时CE间电阻应该是⽆穷，但是厄利电压的存在使得该值变⼩。
2、h等效和Pi等效（微变模型）⼀般⼯程计算使⽤简化的等效模型就能满⾜要求了。
简化的h等效模型简化的Pi等效模型3、共射电压增益h等效模型计算有Pi等效模型计算有，注意这个公式忽略了rbb，实际上在电流较⼤时是不能忽略的，例如β=200，ICQ=26mA，则(26mV/ICQ)*β=200欧，与rbb相近，因此BE结的电压约等于Ube/2。
利⽤上个公式在不考虑负载时有。
⼆、最简单的放⼤电路1、设计需求信号源最⼤幅度为50mV，三极管为9013，h=250，电源电压5V。
这⾥的h值是⽤万⽤表测量出来的，实际的电路设计中h值有⼀个较⼤的范围，所以需要考虑对静态⼯作点的影响。
2、静态⼯作点估算⼀般情况UCQ=Vcc/2，R3是为了减⼩失真，应该远⼤于rbe，但取的过⼤则实际输⼊到晶体管的电流就很⼩，这⾥取3.3K较为合适。
ICQ的确定是关键，需要先计算出最⼤的输⼊电流幅度，这⾥估计rbe=1K，则IBQ=50mV/4.3K=11.6uA，为了避免失真，另外考虑⼿头上现有的电阻值，所以IBQ设置为17.4uA，即R2=250K，R1=2.5V/(IBQ*h)=575欧，⼿头上只有510欧电阻，所以实际的UCQ=2.8V 左右。
晶体管电路设计
V
C
C
Vcc 15V RE 2k RC 10k (1)ui 2 1.28 sin t (2)ui 1.7 1.28 sin t (3)ui 1.95 1.25 sin t
U
U
i
V
R
G
N
D
e
e
o
u
i
C
1
G
V
N
C
D
C
R
R
2
1
G
V
N
C
D
C
Re2
Re1
R e V i
C
R
2
1
缺点：
R
3
1、输入阻抗小 2、输出阻抗大
共基放大电路的拓展（沃尔漫化）
V C C
思考：
R c
1. 上方三极管的引入会 改变共射放大电路输 出电压关系式吗？
C
1
U
V
C
C
R
V
C
R
1
C
R
3
L
o
2. R3和R4什么作用？
R 4
C
U
i
1
3. 米勒效应还存在吗？ 4. 怎样在一个复杂电路 中看待三极管？
1 5 V
U Re 5V - 0.7V 4.3V U Re 4.3V IC I E 1m A RE 4.3k
1 2 R R 1kΩ 20kΩ UCE=? UCE=?
R
V
5
V
I
R
G
N
D
z
c
G
e
N
D
4.3K
e
1、共射放大电路
晶体管电路设计 精讲 第二十贴 亲手设计一个小功放
晶体管电路设计精讲第二十贴亲手设计一个小功放学习内容：1、设计电路时要考虑到的问题2、如何开始一个设计大家好，前几天有点儿事，没有及时更新。
我在写这个系列贴的时候，并没有存稿，也就是说都是在某一天没事而且心情不错的时候才会打开word开始写这些东西。
而且也不会打什么草稿，以一种假设和朋友面对面交谈的状态将自己想要说的东西记录下来。
所以，大家在看贴的时候也不要当做一本教程来看，就当做是朋友之间的交流吧，既然是交流，当然不能只是我一个人说话，希望大家能更多的把自己的想法提出来，大家一起探讨探讨。
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊今天要讲的内容是书中的第四章的最后一部分，在这一部分里，我们要实际的动手来做一个真正的小功放。
虽然这个功放的功率不大，但是在前面所学到的知识会在这个设计中体现出来。
可以说是一个成本不高而且颇有检测效果的一个小设计。
希望大家在这贴之后能实际的动手做一下，好了，文归正题，我们开始正式的学习。
首先我们要明确我们作品的目标和要求。
下面来说一下：1、是个小功放，能带动一个不算太大的喇叭。
2、它是用来放大MP3或电脑输出的音频信号。
3、不会太大，要能放在桌面上。
4、出于某种原因，就不考虑移动的要求了，也就是说它不是由电池供电的。
5、为了简化设计，是单声道的输出。
当然，如果你喜欢立体声，可以做两个这样的小功放。
好了，要求就是这些，下面我们来对这几个要求用设计语言来做一下解释说明。
1、功率不大，那么1瓦的功率就可以在一个10多平方的屋子里得到很大的声音了，商品功放动辄上百W的功率输出，但实际上你真正能开到最大音量么？楼下会拿棍子捅楼顶的。
一般最常用的还是10W以下的输出。
那么简单计算一下，1W的功率在8Ω的负载上，需要多高的电压呢？基本公式还是P=VI，再变形一下P=V＊V/R，V=SQR（P＊R），将数据代入上式可得，V=2.83V。
也就是说，我们的功放要输出2.83V的电压就可以在8Ω的负载上得到1W的功率了。
单片机晶振电路原理及作用_单片机晶振电路设计方案
单片机晶振电路原理及作用_单片机晶振电路设计在电子学上，通常将含有晶体管元件的电路称作“有源电路”（如有源音箱、有源滤波器等），而仅由阻容元件组成的电路称作“无源电路”。
电脑中的晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。
无源晶振与有源晶振的英文名称不同，无源晶振为crystal（晶体），而有源晶振则叫做oscillator（振荡器）。
无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来，所以“无源晶振”这个说法并不准确；有源晶振有4只引脚，是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件，因此体积较大。
有源晶振有源晶振通常的用法：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。
有源晶振不需要DSP的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路。
相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，而且价格高。
有源晶振是右石英晶体组成的,石英晶片之所以能当为振荡器使用，是基于它的压电效应：在晶片的两个极上加一电场，会使晶体产生机械变形；在石英晶片上加上交变电压，晶体就会产生机械振动，同时机械变形振动又会产生交变电场，虽然这种交变电场的电压极其微弱，但其振动频率是十分稳定的。
当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(由晶片的尺寸和形状决定)相等时，机械振动的幅度将急剧增加，这种现象称为“压电谐振”。
压电谐振状态的建立和维持都必须借助于振荡器电路才能实现。
图3是一个串联型振荡器，晶体管T1和T2构成的两级放大器，石英晶体XT与电容C2构成LC 电路。
在这个电路中，石英晶体相当于一个电感，C2为可变电容器，调节其容量即可使电路进入谐振状态。
该振荡器供电电压为5V，输出波形为方波。
单片机的内部时钟与外部时钟单片机有内部时钟方式和外部时钟方式两种：（1）单片机的XTAL1和XTAL2内部有一片内振荡器结构，但仍需要在XTAL1和XTAL2两端连接一个晶振和两个电容才能组成时钟电路，这种使用晶振配合产生信号的方法是内部时钟方式；（2）单片机还可以工作在外部时钟方式下，外部时钟方式较为简单，可直接向单片机XTAL1引脚输入时钟信号方波，而XTAL2管脚悬空。
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AN2867应用笔记ST微控制器振荡器电路设计指南前言大多数设计者都熟悉基于Pierce(皮尔斯)栅拓扑结构的振荡器，但很少有人真正了解它是如何工作的，更遑论如何正确的设计。
我们经常看到，在振荡器工作不正常之前，多数人是不愿付出太多精力来关注振荡器的设计的，而此时产品通常已经量产；许多系统或项目因为它们的晶振无法正常工作而被推迟部署或运行。
情况不应该是如此。
在设计阶段，以及产品量产前的阶段，振荡器应该得到适当的关注。
设计者应当避免一场恶梦般的情景：发往外地的产品被大批量地送回来。
本应用指南介绍了Pierce振荡器的基本知识，并提供一些指导作法来帮助用户如何规划一个好的振荡器设计，如何确定不同的外部器件的具体参数以及如何为振荡器设计一个良好的印刷电路板。
在本应用指南的结尾处，有一个简易的晶振及外围器件选型指南，其中为STM32推荐了一些晶振型号(针对HSE及LSE)，可以帮助用户快速上手。
目录ST微控制器振荡器电路设计指南目录1石英晶振的特性及模型32振荡器原理53Pierce振荡器64Pierce振荡器设计74.1反馈电阻R F74.2负载电容C L74.3振荡器的增益裕量84.4驱动级别DL外部电阻R Ext计算84.4.1驱动级别DL计算84.4.2另一个驱动级别测量方法94.4.3外部电阻R Ext计算 104.5启动时间104.6晶振的牵引度(Pullability) 10 5挑选晶振及外部器件的简易指南 11 6针对STM32™微控制器的一些推荐晶振 126.1HSE部分126.1.1推荐的8MHz晶振型号 126.1.2推荐的8MHz陶瓷振荡器型号 126.2LSE部分12 7关于PCB的提示 13 8结论141 石英晶振的特性及模型石英晶体是一种可将电能和机械能相互转化的压电器件，能量转变发生在共振频率点上。
它可用如下模型表示：图1石英晶体模型C0：等效电路中与串联臂并接的电容(译注：也叫并电容，静电电容，其值一般仅与晶振的尺寸有关)。
L m：(动态等效电感)代表晶振机械振动的惯性。
C m：(动态等效电容)代表晶振的弹性。
R m：(动态等效电阻)代表电路的损耗。
晶振的阻抗可表示为以下方程(假设R m可以忽略不计)：图2石英晶振的频域电抗特性其中F s的是当电抗Z=0时的串联谐频率(译注：它是L m、C m和R m支路的谐振频率)，其表达式如下：F a是当电抗Z趋于无穷大时的并联谐振频率(译注：它是整个等效电路的谐振频率)，使用等式(1)，其表达式如下：在F s到F a的区域即通常所谓的：“并联谐振区”(图2中的阴影部分)，在这一区域晶振工作在并联谐振状态(译注：该区域就是晶振的正常工作区域，F a－F s就是晶振的带宽。
带宽越窄，晶振品质因素越高，振荡频率越稳定)。
在此区域晶振呈电感特性，从而带来了相当于180 °的相移。
其频率F P(或者叫F L:负载频率)表达式如下：从表达式(4)，我们知道可以通过调节负载电容C L来微调振荡器的频率，这就是为什么晶振制造商在其产品说明书中会指定外部负载电容C L值的原因。
通过指定外部负载电容C L值，可以使晶振晶体振荡时达到其标称频率。
下表给出了一个例子来说明如何调整外部参数来达到晶振电路的8MHz标称频率：表1等效电路参数实例等效元件数值R m8ΩL m 14.7mHC m 0.027pFC0 5.57pF使用表达式(2)、(3)和(4)，我们可以计算出该晶振的F s、F a及F P：F s = 7988768Hz，F a = 8008102Hz如果该晶振的C L为10pF，则其振荡频率为：F P = 7995695Hz。
要使其达到准确的标称振荡频率8MHz，C L应该为4.02pF。
AN2867 振荡器原理2 振荡器原理振荡器由一个放大器和反馈网络组成，反馈网络起到频率选择的作用。
图3通过一个框图来说明振荡器的基本原理。
图3振荡器的基本原理其中：● A(f)是放大器部分，给这个闭环系统提供能量以保持其振荡。
● B(f)是反馈通道，它决定了振荡器的频率。
为了起振，Barkhausen条件必须得到满足。
即闭环增益应大于1，并且总相移为360°。
为了让振荡器工作，要保证|A(f)|.|B(f)| >> 1。
这意味着开环增益应远大于1，到达稳定振荡所需的时间取决于这个开环增益。
然而，仅满足以上条件是不够解释为什么晶体振荡器可以开始振荡。
为了起振，还需要向其提供启动所需的电能。
一般来说，上电的能量瞬变以及噪声可以提供所需的能量。
应当注意到，这个启动能量应该足够多，从而能够保证通过触发使振荡器在所需的频率工作。
实际上，在这种条件下的放大器是非常不稳定的，任何干扰进入这种正反馈闭环系统都会使其不稳定并引发振荡启动。
干扰可能源于上电，器件禁用/使能的操作以及晶振热噪声等...。
同时必须注意到，只有在晶振工作频率范围内的噪声才能被放大，这部分相对于噪声的全部能量来说只是一小部分，这也就是为什么晶体振荡器需要相当长的时间才能启动的原因。
3 Pierce振荡器皮尔斯振荡器有低功耗、低成本及良好的稳定性等特点，因此常见于通常的应用中。
图4皮尔斯振荡器电路Inv：内部反向器，作用等同于放大器。
Q：石英或陶瓷晶振。
R F：内部反馈电阻(译注：它的存在使反相器工作在线性区, 从而使其获得增益，作用等同于放大器)。
R Ext：外部限流电阻。
C L1和C L2：两个外部负载电容。
Cs：由于PCB布线及连接等寄生效应引起的等效杂散电容(OSC_IN和OSC_OUT管脚上)。
4 Pierce振荡器设计在这一节中，将介绍Pierce振荡器各种参数的含义及如何确定这些参数的值，从而使用户熟悉Pierce振荡器的设计。
4.1 反馈电阻R F在大多数情况下，反馈电阻R F是内嵌在振荡器电路内的(至少在ST的MCU中是如此)。
它的作用是通过引入反馈使反向器的功能等同于放大器。
Vin和Vout之间增加的反馈电阻使放大器在Vout ＝ Vin时产生偏置，迫使反向器工作在线性区域(图5中阴影区)。
该放大器放大了晶振的正常工作区域内的在并联谐振区内的噪声(例如晶振的热噪声)(译注：工作在线性区的反向器等同于一个反向放大器)，从而引发晶振起振。
在某些情况下，如果在起振后去掉反馈电阻R F，振荡器仍可以继续正常运转。
图5反向器工作示意图R F的典型值于下表中给出。
表2频率及对应的反馈电阻参考值频率反馈电阻范围32.768kHz 10 至 25MΩ1MHz 5 至 10MΩ10MHz 1 至 5MΩ20MHz 470kΩ至 5MΩ4.2 负载电容C L负载电容C L是指连接到晶振上的终端电容。
C L值取决于外部电容器C L1和C L2，刷电路板上的杂散电容(C s)。
C L值由由晶振制造商给出。
保证振荡频率精度，主要取决于振荡电路的负载电容与给定的电容值相同，保证振荡频率稳定度主要取决于负载电容保持不变。
外部电容器C L1和C L2可用来调整CL，使之达到晶振制造商的标定值。
C L的表达式如下：C L1和C L2计算实例：例如，如果C L ＝15pF，并假定C s = 5pF，则有：即：C L1 = C L2 = 20pF4.3 振荡器的增益裕量增益裕量是最重要的参数，它决定振荡器是否能够正常起振，其表达式如下：其中：● gm是反向器的跨导，其单位是mA/V(对于高频的情况)或者是µA/V(对于低频的情况，例如32kHz)。
● g mcrit (g m critical)的值取决于晶振本身的参数。
假定C L1 = C L2，并假定晶振的C L将与制造商给定的值相同，则g mcrit表达式如下：其中ESR是指晶振的等效串联电阻。
根据Eric Vittoz的理论(译注：具体可参考Eric A. Vittoz et al., "High-Performance CrystalOscillator Circuits: Theory and Application", IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 23, No. 3, pp. 774-782, Jun. 1988)，放大器和两个外部电容的阻抗对晶振的RLC动态等效电路的电抗有补偿作用。
基于这一理论，反向器跨导(gm)必须满足：gm > gmcrit 。
在这种情况下才满足起振的振荡条件。
为保证可靠的起振，增益裕量的最小值一般设为5。
例如，如果设计一个微控制器的振荡器部分，其gm等于25mA/V。
如果所选择的石英晶振(来自FOX公司)的参数如下：频率 = 8MHz，C0 = 7pF，C L = 10pF，ESR = 80 Ω那么该晶体能否与微控制器配合可靠起振？让我们来计算g mcrit：如果据此来计算增益裕量，可得：此增益裕量远大于起振条件即Gain margin>5，晶振将正常起振。
如果不能满足增益裕量起振条件(即增益裕量Gain margin小于5，晶振无法正常起振)，应尝试选择一种ESR较低或/和C L较低的晶振。
4.4 驱动级别DL外部电阻R Ext计算这两个参数是相互联系的，这也就是为什么在同一节中描述此二者的原因。
4.4.1 驱动级别DL计算驱动级别描述了晶振的功耗。
晶振的功耗必须限制在某一范围内，否则石英晶体可能会由于过度的机械振动而导致不能正常工作。
通常由晶振制造商给出驱动级别的最大值，单位是毫瓦。
超过这个值时，晶振就会受到损害。
驱动级别由下述表达式给出：其中：● ESR是指晶振的等效串联电阻(其值由晶振制造商给出)：● IQ是流过晶振电流的均方根有效值，使用示波器可观测到其波形为正弦波。
电流值可使用峰－峰值(IPP)。
当使用电流探头时(如图6)，示波器的量程比例可能需要设置为1mA/1mV。
图6使用电流探头检测晶振驱动电流如先前所描述，当使用限流电位器调整电流值，可使流过晶振的电流不超过I QMAX均方根有效值(假设流过晶振的电流波形为正弦波)。
I QMAX均方根有效值表达式如下：因此，流过晶振的电流IPP不应超过I QMAX PP(使用峰－峰值表示)，I QMAX PP表达式如下：这也就是为什么需要外部电阻R Ext的原因(请参考4.4.3节)。
当I Q超过I Qmax PP时，R Ext是必需的，并且R Ext要加入到ESR中去参与计算I Qmax。
4.4.2 另一个驱动级别测量方法驱动级别可以由下式计算得出：其中I QRMS是交流电流的均方根有效值。
这个电流可以通过使用小电容(<1pF)分布的示波器探头在放大器的输入端，测量电压变化得到。
相对于流经C L1的电流，放大器的输入电流可以忽略不计；因此可以假定经过晶振的电流等于流经C L1的电流。