双极结型晶体管(BJT)作开关时的饱和计算器

以下计算器将根据给定的电源电压\基极电压以及所有电阻值,计算晶体管电路的所有偏置值.晶体管的β值和Vd参数可以测量得出,或从数据手册中获取.如果未知,可使用以下默认值,因为该电路通常对这些值不太敏感.

此计算器还可确定晶体管是处于饱和状态还是截止状态\频率响应,以及共发射极(CE,common emitter)和共集电极(CC,common collector,也称为射极跟随器)两种配置下的内部电阻和电容参数.

采用分压器偏置的晶体管

采用串联电阻偏置的晶体管

晶体管的直流偏置是最常见的电气工程任务之一.晶体管需要特定的直流电平才能正常工作.这些直流电平也被称为它们的偏置点.任何注入晶体管电路的交流信号都叠加在这些直流信号之上.由于线性原理,直流偏置点和交流信号的设计是相互独立的.另一种看待偏置的方式是测量电路中各个节点的直流值是多少.

根据晶体管的偏置方式,它可以用作开关\放大器或缓冲器.当晶体管作为开关偏置时,电阻R_E设置为零欧姆(从电路中短路),并且基极电压设置为使晶体管饱和的电平(使其完全导通).

对于放大器,输入信号通常通过一个电容交流耦合到偏置电阻.

共发射极配置(甲类放大器)是最常见的晶体管放大器类型.输入信号通过一个耦合电容注入到基极,输出从晶体管集电极取出.输出信号是输入信号的放大且反相版本.输出信号通常不能摆动到整个范围,因为当集电极电流过高时,晶体管会饱和,信号向地摆动.通常基极偏置点设置为集电极电压的大约三分之一.发射极电阻通常用一个大电容旁路,这样对于交流信号来说它就相当于短路,否则它会降低交流信号的增益.

射极跟随器是一种缓冲电路,其增益接近1.使用它是因为它具有高输入电阻,并且可以提供良好的驱动.

您也可以填写晶体管的频率信息及其标称频率工作点,计算器将计算与频率相关的参数以及限制放大器带宽的第一个极点.

公式

Ib*Rb + Ib*Beta*Re + Vbe = Vin

Ib = (Vin - Vbe) / (Rb + Beta*Re);

Ic = Beta*Ib;

Ve = Ic*Re;

Vb = Ve + Vbe;

Vc = VP - Ic*Re;

如果Vc < Ve,则晶体管饱和.

如果Vin < Vb,则晶体管处于截止模式.

g_m = Ic / 25mA

r_π = Beta / g_m

f_T = g_m / (2π * (C_BE + C_BC))

对于共集电极：

R_O = R_E || [r_e + (R_B || R_S) / (Beta + 1)]

Rin = R1 || R2 || (r_π + (Beta + 1)*RE2)

对于共发射极：

Ro = ~Rc;

Rin = R1 || R2 || (r_π + (Beta + 1)*RE2)