第一章 视频信号放大器的元器件方案设计

由于视频信号放大器设计采用晶体管，电阻，电容组成，首先要对这些元器件有详细的认识，要知道它们的参数和物理特性等。电子电路设计是实现特定功能电路的基础工作。包括正确选择元器件，按照规范画出原理图和电路板施工图。这其必然要沿着合理的设计路径和方法设计，才能达到实现所需的功能电路图的设计。在电子电路设计中，由于电路的功能不同，所需元器件种类也很多，必须对所需元器件的性能、种类及型号命名等有一定的了解，才能选用。视频信号放大器设计是根据对电路的功能要求，通过电子电路的电路的机构形式、参数计算、选择电路用元器件并进行组装、调试过程。对放大器的主要参数进行计算，工作频率进行测量。预期输出：1 VP-P可调±6dB频 响：10Hz ~6MHz ±3dB； 理论最大增益： 0~20dB；高频： 2MHz~6MHz，0~80dB；功 耗： ≤ 1W。

第一节 三极管的选择

半导体三极管又叫“晶体三极管”或“晶体管”。在半导体锗或硅的单晶上制备两个会相互影响的PN结，组成一个PNP或NPN结构。中间的N区或P区叫基区，两边的区域叫发射区和集电区，这三部分各自有一条电极引线，分别叫做基极B、发射极E和集电极C，是能够起放大、振荡或开关等作用的半导体电子元器件。

晶体三极管按材料分有两种：硅管和锗管。而且每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但是使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管，两者除了电源极性有所不同外，但其工作原理都是相同的，对NPN管，它是由2块N型半导体和中间夹着一块P型半导体所组成，发射区和基区之间形成的PN结称为发射结，而且集电区与基区形成的PN结称为集电结，三条引线分别称为发射极e、基极b、集电极c。

当B点电位高于E点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而c点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。生产三极管时，会有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得非常薄，而要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正偏，发射区的多数载流子及基区的多数载流子很容易地越过发射结互相向对方扩散，但是因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本

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上是电子流，这股电子流称为发射极电流。但基区很薄，加上集电结的反偏，注入基区的电 子大部分会越过集电结进入集电区而形成集电极电流Ic，剩下很少（1-10%）的电子在基区的空穴进行复合，被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补给，而形成了基极电流Ibo.根据电流连续性原理得：Ie=Ib+Ic，，在基极补充一个很小的Ib，可以在集电极上得到一个较大的Ic，这就是电流放大作用，Ic与Ib是维持一定的比例关系，即：β1=Ic/Ib 式中：β1--称为直流放大倍数，集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为：β= △Ic/△Ib。式中β--称为交流电流放大倍数，由于低频时β1和β的数值相差不大，所以有时为了方便起见，对两者不作严格区分，β值约为几十至一百多。三极管是一种电流放大器件，但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用，通过电阻转变为电压放大作用。

NPN三极管放大时管子内部的工作原理： (1)发射区向基区发射电子

发射结施加正向电压且掺杂浓度高，所以发射区多数自由电子越过发射结扩散到基区，发射区的自由电子由直流电源补充，从而形成了发射极电流。

(2)自由电子在基区和空穴复合，形成基区电流，并继续向集电区扩散

自由电子进入基区后，先在靠近发射结的附近密集，渐渐形成电子浓度差，在浓度差的作用下，促使电子流在基区中向集电结扩散，被集电结电场拉入集电区形成集电极电流。也有很小一部分电子与基区的空穴复合，扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的放大能力。

(3)集电区收集自由电子，形成集电极电流

由于集电结加反向电压且面积很大，这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散，同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区从而形成集电极主电流Icn。另外集电区的少数载流子也会产生漂移运动，流向基区形成反向饱和电流，用Icbo来表示，其数值很小，但对温度却异常敏感。 (4)三极管工作状态

NPN 型,当B与E之间电压Vbe>0.5V时,如果三个管脚电压关系是Vc>Vb>Ve,则会处於放大状态;如果是Vb>Vc>Ve 则会处於饱和状态(相当於开关);如果此时Ve>Vc则仍会处於截止状态.

PNP 型,当B和E之间电压Veb>0.5V时,如果三个管脚电压关系是Ve>Vb>Vc,则会处於放

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大状态;如果是Ve>Vc>Vb则会处於饱和状态;如果此时Vc>Ve则仍会处於截止状态.

一、BC548

材料：硅 NPN型

集电极发射极击穿电压：30V 耗散功率：625mW 集电极最大电流：100mA

直流电流放大系数 HFE：110-800 特征频率fT：150-300MHZ 封装：TO92 管脚排列：C B E

电流 - 集电极 （最大）：100mA 电压 - 集电极发射极击穿（最大）：30V

Ib、Ic条件下的Vce饱和度（最大）：600mV 5mA，100mA 在某 Ic、Vce 时的最小直流电流增益 (hFE)：110 2mA，5V 功率 - 最大：500mW 频率 - 转换：300MHz 安装类型：通孔

封装/外壳：TO-226-3、TO-92-3 标准主体

二、BC558

类别：分离式半导体产品 家庭：晶体管(BJT) - 单路 晶体管类型：PNP

电流 - 集电极 (Ic)（最大）：100mA 电压 - 集电极发射极击穿（最大）：30V

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Ib、Ic条件下的Vce饱和度（最大）：650mV 5mA，100mA 电流 - 集电极截止（最大）：-

在某 Ic、Vce 时的最小直流电流增益 (hFE)：110 2mA，5V 功率 - 最大：500mW 频率 - 转换：150MHz 安装类型：通孔

封装/外壳：TO-226-3、TO-92-3 标准主体

三、BC338

类别：分离式半导体产品 家庭：晶体管(BJT) - 单路 晶体管类型：NPN

电流 - 集电极 (Ic)（最大）：800mA 电压 - 集电极发射极击穿（最大）：25V

Ib、Ic条件下的Vce饱和度（最大）：700mV 50mA，500mA 电流 - 集电极截止（最大）：100nA

在某 Ic、Vce 时的最小直流电流增益 (hFE)：100 100mA，1V 功率 - 最大：625mW 频率 - 转换：100MHz 安装类型：通孔

封装/外壳：TO-226-3、TO-92-3 标准主体

四、BC328

类别：分离式半导体产品 家庭：晶体管(BJT) - 单路 晶体管类型：PNP

电流 - 集电极 (Ic)（最大）：800mA 电压 - 集电极发射极击穿（最大）：25V

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