三極管放大1000倍實(shí)訓(xùn)報(bào)告

1、三極管放大1000倍實(shí)訓(xùn)報(bào)告通信與電子學(xué)院課程名稱：電子技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn) 2題 目：增益步進(jìn)可控晶體管放大器學(xué)生姓名：專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：20XX年12 月19 日 1增益步進(jìn)可控晶體管放大器設(shè)計(jì)報(bào)告一、引言我們?cè)O(shè)計(jì)的電路需要的功能：電壓增益 Av A60dB,輸入電壓有效值 Ui <3 mV。Av 在1060dB范圍內(nèi)可調(diào)，步進(jìn)值為± 6 dB o在Av A 60dB時(shí)，輸由端噪聲電壓的峰峰值UoNnppW100mM放大器BW-3dB的下限頻率fL w 100Hz,上限頻率fH A100KHz,并要求在 500Hz100KHz頻帶內(nèi)增益起伏W 3dBo放大器的輸入

2、阻抗A Q ,輸由阻抗W 100 Q o當(dāng)RL=1KQ時(shí)，最大輸由正弦波電壓有效值Uo >3V,輸由信號(hào)波形無明顯失真。要求預(yù)留測(cè)試信號(hào)輸入端，負(fù)載電阻兩端預(yù)留輸由測(cè)試端子。自備直流穩(wěn)壓電源，功率10W輸由電壓12V。二、電路設(shè)計(jì)過程1、放大級(jí)數(shù)及各級(jí)放大倍數(shù)的確定：根據(jù)電壓增益 Av A60dB,所以Au >1000,放大電路 至少需要兩級(jí)。于要求輸入電阻較大，故第一級(jí)放大倍數(shù)不 可能很大，一般小于第二級(jí)，一般第一級(jí)電壓放大倍數(shù) Au1=20-25左右，則第二級(jí)電壓放大倍數(shù)Au2=40-50。2、放大電路形式的確定根據(jù)要求，放大器的輸入阻抗 Ri>Q ;簡(jiǎn)單共射放大電 路的

3、輸入電阻一般小于2KQ ,因此必需引入電流串聯(lián)負(fù)反饋，提高輸入電阻，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。放大電路的形式如下 圖所示，為分壓式射極偏置放大電路。2根據(jù)輸由阻抗 Row 100 Q的要求，放大電路的輸由級(jí)宜 采用共集電極電路。根據(jù)帶寬和負(fù)載，選擇合適的晶體三極管。本題要求 BW=100Hz-100KHz RL=1KQ ,因此晶體三極 管全部選用9014或1815。要實(shí)現(xiàn)Av在1060dB范圍內(nèi)可調(diào)，步進(jìn)值為± 6 dB, 可采用負(fù)反饋形式，改變反饋量則可改變?cè)鲆?，從而?shí)現(xiàn)增 益可調(diào)。畫由整個(gè)電路形式根據(jù)上述分析，要實(shí)現(xiàn)放大電路的參數(shù)要求，整個(gè)放大電路有三級(jí)，電路形式如下3、元件參數(shù)計(jì)算首先確

4、定各級(jí)靜態(tài)工作電流，一般而言第一級(jí)IC1=,第二級(jí)IC1=,本題第三級(jí)所接負(fù)載確定。第一級(jí)：1)計(jì)算確定RE1:對(duì)于第一級(jí)，于輸入信號(hào)較小，所以 基極電壓可以取小一些，一般取UB=(35)VBE。本題可取UB1A。又 UB1=Ube1+ UE1 所以 UE1AA。假3設(shè) IE1=,則 RE1= UE1/ IE1= /> Q o2)計(jì)算確定 Re1:假設(shè)B =100時(shí)，又Rb1、 Rb2>>Ri , 所以 Ri(1 + B)Re1>,則 Re1>47Q ,取標(biāo)稱電阻 Re1=50 Q3)計(jì)算確定 Rb1、Rb2上題 IC1ME1=,得 IB1=10uA, I1 I2

5、=(5-10)IB ,取 I1 I2=10IB1=10 X 10=再按 Rb225K,即為標(biāo)稱值 Rb224K VCCUB11295K取標(biāo)稱值 Rb182K )計(jì)算和確定集電極電阻 RC放大電路的靜、動(dòng)態(tài)分析可知，RC是決定靜態(tài)工作點(diǎn)和 滿足電壓增益Au要求的一個(gè)關(guān)鍵元件。于 VCCIC1RC1UCE1UE借取 UCEQ5V UE貝URC1VCCUCEQUE125標(biāo)稱值 Q以上計(jì)算是假設(shè)B =100時(shí)的結(jié)果，當(dāng)B不等于100時(shí),要重新計(jì)算。5)確定耦合電容和射極旁路電容C1、C2和Ce于放大電路是用于放大低頻信號(hào)(f=20HZ200KHZ),則耦合電容和射極旁路電容的容量可直接取經(jīng)驗(yàn)標(biāo)稱值：C

6、1C21020F/16V, Ce50100F/16V第二級(jí)：計(jì)算方法同第一級(jí)，不再得重復(fù)。第三級(jí)：為使輸由電壓達(dá)到最大值 3V,發(fā)射極靜態(tài)電壓為電源電 壓的一半，即UE3=6V先確定輸由回路的動(dòng)態(tài)范圍：負(fù)載電流的幅值為IL3VuO3mA ,取 RL=1KQ ,貝U IL1KRL6V600, 10mA 則靜態(tài) 發(fā)射極電流 IE322IL取 IE3=10mA貝U RE3RB3VCCUB31252K取標(biāo)稱值RB3=51KD、電路調(diào)試板子的電路參數(shù)計(jì)算好后，就進(jìn)入電路調(diào)試階段了。4先在沒接負(fù)反饋的情況下調(diào)試由一級(jí)放大，主要數(shù)調(diào)節(jié) 左邊的第一個(gè)滑動(dòng)變阻器。當(dāng)一級(jí)放大的峰峰值在 75120mV 時(shí)，進(jìn)入下

7、一步；調(diào)試二級(jí)放大，主要調(diào)節(jié)中間兩個(gè)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)放大到3V時(shí)，進(jìn)入下一步；調(diào)試第三級(jí)放大，主要是換電壓射極跟隨器的電阻。當(dāng)輸由為3V左右時(shí)，進(jìn)入下一步；調(diào)試負(fù)反饋，主要調(diào)節(jié)圖中最右端的滑動(dòng)變阻器，使改變滑動(dòng)變阻器的阻值，可以改 變放大器的放大倍數(shù)。調(diào)試完畢。5、本設(shè)計(jì)總體電路6、電路調(diào)試結(jié)果5 6 三、電路仿真與參數(shù)測(cè)試 電壓放大倍數(shù)測(cè)試在Multisim 中畫由系統(tǒng)電路如下圖 4-1所示。 在3mV 輸入信號(hào)下，用示波器觀察，不能由現(xiàn)失真。XSC1XMM2Rb1182k|Rc15k|C220uFQ1 V: - mV2SC1815 探 針 8,探針 |Rb2168k|C520uFC62Q2

8、探針 9,探針 2SC1815 V: V20uF V（峰-峰）：VR639|Rb2220k| V（ 有效值）:V V（ 直 流）:-102 mV I: 177 uA 1（峰-峰）:435 uA 1（ 有效值）:156uA I（直流）：uACe2 頻率：kHzVCCA12V V: V+_+_ V（ 峰- 峰）：V V（有效值）：V V（ 直流）：mV I: mA 1（ 峰-峰）：mAQ3 I（有效值）：mA2SC1815 I（直流）：-uA 頻率：kHzC310uFRe3510| 探 針 1, 探 針 3BExt Trig+_XMM1Rb150k|C110uFV1C4Rb123mVrms 24k

9、110kHz0V（峰-峰）:201 mV10uF V（ 有效值）：mV V（ 直流）:-mV I: -uAR4I（峰-峰）：uA50| I（有效值）：uA I（直流）：103 nA頻率：kHzRe1R8200k|R71k|Ce147uF47uF 圖 4-1從上圖可以看由，Au1=/3mV= Au2=3090mV/ = Au3=3010mV/3090mV =Au=Uo/Ui= 3010/3 >1000,滿足設(shè)計(jì)要求。 7 輸入電阻測(cè)試 輸入電阻測(cè)試電路如下圖4-2所示。XSC1XMM2Rb1182k|Rc15k|C220uFQ12SC1815c410uFR450|R6 39|Rb2220k

10、|Rb2168k|C520uFQ22SC1815Rb150k|C620uFQ3 2SC1815c310uFRe3510|Ce247uFR8200k|R71k|XMM3VCC12VBA +_+_Ext Trig+_XMM1R15k QC1 探針 2,探針 410uF V: - mV V（峰-峰）：mVV1 V（ 有效值）：mVRb123mVrms V（直流）:- uV24k| I: -301 nA10kHz I（ 峰-峰）：697 nA0 I（ 有效值）: 249 nA I（ 直流）:338 pA 頻率：kHz 圖 4-2從上圖可以看由:RiRs5IiUsUi3 ,滿足設(shè)計(jì)要求。輸由電阻測(cè)試輸由

11、電阻測(cè)試電路如下圖4-3，先開路測(cè)試輸由電壓 UO=XSC1XMM2Rb1182k|Rc15k|C220uFQ12SC1815c410uFR450|R6 39|Rb2220k|Rb2168k|C520uFQ22SC1815Rb150k|C620uFQ32SC1815c310uFRe3510|Ce247uFR8200k|R71k|XMM3VCC12VBA +_+_Ext Trig+_XMM1C110uFV1Rb123mVrms 24k110kHz 0圖4-3帶負(fù)載測(cè)試的電路見上圖4-1所示，輸由電壓 UL=;RO俞由電阻UORL1K1K100 滿8足設(shè)計(jì)要求。(4)帶寬測(cè)試從測(cè)試結(jié)果看下限頻率

12、fL (x1)= Hz,上限頻率fH(x2)= KHz 符合 BW=100Hz-100KHz勺設(shè)計(jì)要求。四、總結(jié)與體會(huì)作為一名物聯(lián)網(wǎng)的學(xué)生，我覺得在大學(xué)的學(xué)習(xí)中做這樣 的實(shí)訓(xùn)是十分有意義。我們?cè)谡n堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ) 課的理論面，如何去面對(duì)現(xiàn)實(shí)中的各種設(shè)計(jì)？如何把我們所 學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)用到實(shí)踐中去呢？這就需要一些 實(shí)訓(xùn)來創(chuàng)造機(jī)會(huì)來學(xué)習(xí)了。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，更加考核標(biāo)準(zhǔn)，一次次翻 閱模電方面的書籍是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。通 過這次課程設(shè)計(jì)我也發(fā)現(xiàn)了自身存在的不足之處，雖然感覺 理論上已經(jīng)掌握，但在運(yùn)用到實(shí)踐的過程中仍有意想不到的 困惑，經(jīng)過一番努力才得以解決。通過這

13、次設(shè)計(jì)，我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，了解到理論知 識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的重要意義，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持、耐心和努力，這 將為自己今后的學(xué)習(xí)和工作鋪展了道路。另外，課堂上也有 部分知識(shí)不太清楚，于是我又不得不邊學(xué)邊用，時(shí)刻鞏固所 學(xué)知識(shí)，這也是我作本次課程設(shè)計(jì)的一大收獲。整個(gè)設(shè)計(jì)我 基本上還滿意，于水平有限，難免會(huì)有錯(cuò)誤，還望老師批評(píng) 指正。五、通信與電子學(xué)院課程名稱：電子技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn) 2題 目：增益步進(jìn)可控晶體管放大器學(xué)生姓名：專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：20XX年12 月19 日1增益步進(jìn)可控晶體管放大器設(shè)計(jì)報(bào)告一、引言我們?cè)O(shè)計(jì)的電路需要的功能：電壓增益 Av A60dB,輸入電壓有效值 Ui <3

14、 mV。Av 在1060dB范圍內(nèi)可調(diào)，步進(jìn)值為± 6 dB o在Av A 60dB時(shí)，輸由端噪聲電壓的峰峰值UoNnppW100mM放大器BW-3dB的下限頻率fL w 100Hz,上限頻率fHA100KHZ,并要求在 500Hz100KHz頻帶內(nèi)增益起伏w 3dB。放大器的輸入阻抗A Q ,輸由阻抗W 100 Q o當(dāng)RL=1KQ時(shí)，最大輸由正弦波電壓有效值Uo A3V,輸由信號(hào)波形無明顯失真。要求預(yù)留測(cè)試信號(hào)輸入端，負(fù)載電阻兩端預(yù)留輸由測(cè)試 端子。自備直流穩(wěn)壓電源，功率10W輸由電壓12V。二、電路設(shè)計(jì)過程1、放大級(jí)數(shù)及各級(jí)放大倍數(shù)的確定：根據(jù)電壓增益 Av >60dB,

15、所以Au >1000,放大電路 至少需要兩級(jí)。于要求輸入電阻較大，故第一級(jí)放大倍數(shù)不 可能很大，一般小于第二級(jí)，一般第一級(jí)電壓放大倍數(shù) Au1=20-25左右，則第二級(jí)電壓放大倍數(shù)Au2=40-50。2、放大電路形式的確定根據(jù)要求，放大器的輸入阻抗 Ri>Q ;簡(jiǎn)單共射放大電 路的輸入電阻一般小于2KQ ,因此必需引入電流串聯(lián)負(fù)反饋，提高輸入電阻，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。放大電路的形式如下 圖所示，為分壓式射極偏置放大電路。2根據(jù)輸由阻抗 Row 100 Q的要求，放大電路的輸由級(jí)宜 采用共集電極電路。根據(jù)帶寬和負(fù)載，選擇合適的晶體三 極管。本題要求 BW=100Hz-100KHz RL=

16、1KQ ,因此晶體三極 管全部選用9014或1815。要實(shí)現(xiàn)Av在1060dB范圍內(nèi)可調(diào)，步進(jìn)值為± 6 dB, 可采用負(fù)反饋形式，改變反饋量則可改變?cè)鲆?，從而?shí)現(xiàn)增 益可調(diào)。畫由整個(gè)電路形式根據(jù)上述分析，要實(shí)現(xiàn)放大電路的參數(shù)要求，整個(gè)放大 電路有三級(jí)，電路形式如下3、元件參數(shù)計(jì)算首先確定各級(jí)靜態(tài)工作電流，一般而言第一級(jí)IC1=,第二級(jí)IC1=,本題第三級(jí)所接負(fù)載確定。第一級(jí)：1)計(jì)算確定RE1:對(duì)于第一級(jí)，于輸入信號(hào)較小，所以 基極電壓可以取小一些，一般取 UB=(35)VBE。本題可取 UB1A。又 UB1=Ube1+ UE1 所以 UE1AA。假3設(shè) IE1=,則 RE1= U

17、E1/ IE1= /> Q o2)計(jì)算確定 Re1:假設(shè)B =100時(shí)，又Rb1、 Rb2>>Ri , 所以 Ri(1 + B)Re1>,則 Re1>47Q ,取標(biāo)稱電阻 Re1=50 Q3)計(jì)算確定 Rb1、Rb2上題 IC1ME1=,得 IB1=10uA, I1 I2=(5-10)IB ,取I1 I2=10IB1=10 X 10=再按 Rb225K,即為標(biāo)稱值 Rb224KVCCUB11295K取標(biāo)稱值 Rb182K )計(jì)算和確定集電極電阻RC放大電路的靜、動(dòng)態(tài)分析可知，RC是決定靜態(tài)工作點(diǎn)和 滿足電壓增益Au要求的一個(gè)關(guān)鍵元件。于 VCCIC1RC1UCE1

18、UE借取 UCEQ5V UE貝URC1VCCUCEQUE125標(biāo)稱值 Q以上計(jì)算是假設(shè)B =100時(shí)的結(jié)果，當(dāng)B不等于100時(shí)， 要重新計(jì)算。5)確定耦合電容和射極旁路電容C1、C2和Ce于放大電路是用于放大低頻信號(hào)(f=20HZ200KHZ),則耦合電容和射極旁路電容的容量可直接取經(jīng)驗(yàn)標(biāo)稱值：C1C21020F/16V, Ce50100F/16V第二級(jí)：計(jì)算方法同第一級(jí)，不再得重復(fù)。第三級(jí)：為使輸由電壓達(dá)到最大值 3V,發(fā)射極靜態(tài)電壓為電源電 壓的一半，即UE3=6V先確定輸由回路的動(dòng)態(tài)范圍：負(fù)載電流的幅值為IL3VuO3mA ,取 RL=1KQ ,貝U IL1KRL6V600, 10mA 則靜態(tài) 發(fā)射極電流 I