Wie berechne ich diese Widerstände wirklich?

Ich lerne darüber.

Ich möchte mich auf diese Schaltung konzentrieren

Ich versuche R10 und R11 zu berechnen.

Ich möchte Ic = 10 mA. Der Transistor ist 2N2222A.

Dies ist ein Verstärker. Wenn ich verstanden habe, wie Verstärker funktionieren, möchte ich, dass sich Vc in der Mitte der Schiene befindet, damit der Verstärker einen maximalen Ausgangshub hat. Der Stromkreis wird von einer 9-V-Batterie gespeist, sodass die Mitte der Schiene = Vc = 4,5 V ist.

Also habe ich Rc wie folgt berechnet:

$R_C = \frac{V_{CC} - V_{CE}}{I_C}$

$R_C = \frac{9 - 4,5}{10 \times 10^{-3}}$

$R_C = 450$ Ohm.

Ich habe Ib so berechnet:

$I_C = \beta I_B$

$\beta = 225$ für 10 mA

damit,

$I_{B} = 44,44 \thinspace \mu A$

Daher,

$R_B = \frac{V_{CC} - V_{BE}}{I_B}$

$R_B = \frac{9 - 0,7}{44,4444 \times 10^{-6}}$

$R_B = 186,750$ Ohm.

Das Problem ist: Wenn ich das auf den Simulator lege, gibt es mir eine Vc von 4,24 V, fast in der Mitte der Schiene, aber nicht genau, und das Schlimmste ist, dass der Simulator mir eine Vbe = 0,562 V gibt.

Soweit ich weiß, benötigt dieser Siliziumtransistor 0,7 V, um zu funktionieren, und der Wert des Simulators zeigt nicht an, dass das Ganze wie erwartet funktioniert.

Wie werden diese Berechnungen wirklich durchgeführt, wobei Unterschiede von der Theorie zur realen Welt berücksichtigt werden?

Sie haben die Berechnungen korrekt durchgeführt, aber die gesamte Grundlage für die Berechnungen ist nur eine grobe Annäherung an das Transistorverhalten. Wie du siehst,$V_{BE}$ ist nicht wirklich genau 0,7V (meistens) und die $\beta$ ist nicht genau 225 (meistens).

Diese Art der Vorspannung reagiert sehr empfindlich auf Änderungen der Transistorparameter, so dass sie in der Praxis nicht häufig verwendet wird. Ein besseres Vorspannungsschema verwendet vier Widerstände mit einem Spannungsteiler für die Basisvorspannung und einem Widerstand vom Emitter zur Masse (für eine kleine negative Rückkopplung).

Sie haben die Berechnungen korrekt durchgeführt.

Ihr Biassing-Schema funktioniert jedoch nur mit einem Satz von Transistorparametern. Es ist sehr empfindlich gegenüber Beta-Schwankungen. Ein besseres Vorspannungsschema behält auch bei Transistorvariationen einen guten Vorspannungspunkt bei.

Eine stabilere ist unten gezeigt.

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Der 450-Ohm-Widerstand wird wie berechnet berechnet, ebenso wie der Basisstrom. Ich habe dann ungefähr 10x Ib, eine schöne runde 500uA, genommen und Widerstände berechnet, um mir bei diesem Strom einen Abfall von 700 mV und 3,8 V zu geben. Dieser stehende Strom überflutet Variationen in Ib mit Beta.

Da der Transistor versuchen möchte, etwa 0,7 V an der Basis zu halten, fungiert er als Verstärker, um zu versuchen, den Kollektor bei 4,5 V zu halten. R3 kann in zwei Teile zerlegt werden, wobei der Mittelpunkt gegen Masse entkoppelt ist, um die Wechselstromverstärkung wiederherzustellen.

Sie werden feststellen, dass ich nicht versucht habe, den Basisstrom vom R2 / 3-Teiler zuzulassen. Das ist absichtlich. Es zeigt, dass Sie bei einem stabileren Vorspannungsschema mit erheblichen Fehlern davonkommen und trotzdem einen funktionierenden Verstärker haben können. Mit zunehmendem Transistor Beta fällt der Basisstrom ab. Wenn Sie ein Schema haben, das mit einem Basisstrom von Null gut funktioniert, bedeutet dies, dass Ihr Design geändert werden kann, um einen wirklich guten Transistor zu verwenden, und es funktioniert weiterhin.

Eine noch stabilere Schaltung zeigt Dans Antwort. Sie können R5 oder einen Teil davon mit einem Kondensator umgehen, wenn Sie mehr Verstärkung als Rc / Re wünschen.

Sie verwenden diese Schaltung nicht in der realen Welt ....

Beta ist in echten Bipolartransistoren furchtbar schlecht spezifiziert (zum Beispiel ein zufälliges BC548-Datenblatt, das ich mir gerade angesehen habe, gibt Hfe als 110 (min), 800 (max) an und es wird mit der Temperatur und von Gerät zu Gerät variieren, also die Art und Weise beeinflussen, wie Sie versuchen, es zu tun, wird nichts Gutes als Ergebnis geben.

Weitaus häufiger wird ein Schema wie das folgende verwendet:

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Hier liefert der Emitterwiderstand eine negative Rückkopplung (sein IR-Abfall wird von der Basisspannung abgezogen), so dass Beta (sofern es ausreichend groß ist) größtenteils irrelevant wird. Im Allgemeinen nutzen reale Schaltungen in großem Umfang negative Rückkopplungen, um die Abhängigkeit von schlecht gesteuerten Dingen wie Geräten zu beseitigen Beta. Das andere schöne an dieser Schaltung ist, dass die Verstärkung (in erster Näherung) das Verhältnis von Rc zu Re ist.