實驗設(shè)計：共射放大電路

1、設(shè) 計 型 實 驗實驗一 共射極放大器的設(shè)計一 實驗?zāi)康?學(xué)會根據(jù)一定的技術(shù)指標(biāo)設(shè)計單級阻容耦合共射極放大器。2學(xué)會在計算機(jī)上進(jìn)行電路仿真及驗證。3練習(xí)安裝技術(shù)，學(xué)會檢查、調(diào)整、測量電路的工作狀態(tài)。4掌握測量放大器的電壓放大倍數(shù)、頻率響應(yīng)曲線和動態(tài)范圍的方法。5 定性了解工作點對輸出波形的影響。二預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)有關(guān)共射極放大器的理論知識，了解共射極放大器靜態(tài)工作點的選擇原則及放大器主要指標(biāo)的定義及測量方法。2根據(jù)給出的技術(shù)指標(biāo)計算出放大器電路各元件數(shù)值，制定出實驗方案，選擇實驗儀器設(shè)備，并在計算機(jī)上進(jìn)行電路仿真，找出元件最佳值。三共射極放大器的設(shè)計方法共射極放大器的設(shè)計，是指根據(jù)技術(shù)指標(biāo)要求，

2、確定電路方案、選擇晶體管和直流電源電壓，確定靜態(tài)工作點和電路元件的數(shù)值。對于信號幅度較大的放大器，除了應(yīng)有適當(dāng)?shù)碾妷悍糯蟊稊?shù)外，還應(yīng)有足夠的動態(tài)范圍（指放大器最大不失真輸出信號的峰峰值）。這時對工作點的選擇必須考慮外接負(fù)載的影響，只有恰當(dāng)?shù)倪x擇EC、Rc和靜態(tài)工作點Q，才能達(dá)到所需的動態(tài)范圍。設(shè)計一個共射極放大器，通常是給出所要達(dá)到的放大倍數(shù)Au、負(fù)載電阻RL的值、輸出電壓幅度Uom（或動態(tài)范圍Uop-p）和某一溫度范圍內(nèi)的工作條件。然后根據(jù)這些指標(biāo)進(jìn)行電路的設(shè)計和參數(shù)的計算。1動態(tài)范圍與電路參數(shù)的關(guān)系對于圖1的放大器，當(dāng)輸出信號的動態(tài)范圍有一定的要求時，應(yīng)根據(jù)給定的負(fù)載電阻 139RL的值和

3、動態(tài)范圍Uop-p 以及發(fā)射極電壓UEQ來選擇電源電壓EC、確定直流負(fù)載Rc和靜態(tài)工作點Q。圖1 共射極放大器電路圖具體步驟如下：（1） 選擇電源電壓EC通常穩(wěn)定條件為：UB = （5 10）UBE （1） Ib1 = （5 10）IBQ （2） EC 1.5（Uop-p +UCES）+ UEQ （3） UCES為晶體管的反向飽和壓降，一般小于1V，計算時取1V，UEQ UB 。（2） 確定直流負(fù)載RcRc= '-UCESEC-2RL （4） Uom其中，E'C = EC - UEQ(3) 確定靜態(tài)工作點QICQ = IBQ （5） UCEQ EC - ICQRc - UB （

4、6） 另外根據(jù)圖2所示放大器的電壓最大輸出范圍可得：UCEQ = UomUCES （7）140ICQ='-UCES)-Uom(EC （8） RcCE圖2 放大器的電壓最大輸出范圍(4) 偏置電路元件計算公式Rb1=Rb2=Re=EC-UB（9） Ib1UBUB （10） Ib1-IBIb1UEUB-UBE （11） IEQICQ單級放大器的設(shè)計方法舉例：設(shè)計一個放大器，它的主要技術(shù)指標(biāo)為： 電壓放大倍數(shù)Au 80 輸出電壓峰峰值Uop-p = 6V 負(fù)載電阻RL = 3.6 K 信號源內(nèi)阻 Rs = 600141 帶寬f = 100Hz 100kHz 有較好的溫度穩(wěn)定性設(shè)計步驟：1確定

5、電路方案，選擇晶體管要求有較好的溫度穩(wěn)定性，放大器的靜態(tài)工作點必須比較穩(wěn)定，為此采用具有電流負(fù)反饋的共射極放大器，如圖1所示。因放大器的上限頻率要求較高，故選用高頻小功率管3DG6，其特性參數(shù)為：ICM = 20mA ，BUCEO 20V，fT 150MHz， = 60。由于 UCEO >EC，ICM > IC一倍以上，因此可以滿足要求。2選擇電源電壓EC根據(jù)（3）式，UEQ UB =（510）UBEQ = 3.57 V，對于硅管，UEQ = 35V，現(xiàn)取UEQ = 4V，飽和壓降UCES一般取1V，于是EC為： EC 1.5（Uop-pUCES） UE= 1.5 ( 61 ) 4

6、 = 14.5 V取 EC = 15V3計算Rc直流負(fù)載電阻Rc與放大倍數(shù)、動態(tài)范圍等都有關(guān)系。在本例中，要求有較大的動態(tài)范圍，故應(yīng)用下式計算Rc的值：Rc= '-UCESEC-2RL Uom其中E'C=ECUEQ=15-4=11Rc= 11-1-23.6103 3= 4.8 103= 4.8k4確定靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點的電流ICQ和電壓UCEQ 分別為：ICQ='-UCES)-Uom(EC Rc11-1-3=1.4610-3A 4.8UCEQ = Uom+UCES = 3+1 = 4V1425校核放大器倍數(shù)：Au=其中R'L = RLRcrbe=rbb'

7、;+(1+)'-RL rbe26(mV) IEQ(mA)261.46=300+(1+60) =13861.4k'=RLRcRL(Rc+RL)4.81033.6103= (4.8+3.6)1032.1103Au=-RLrbe-602.1103=31.410-86所以Au值達(dá)到指標(biāo)要求。6計算偏置電路元件Rb1、Rb2與Re等。 從（2）、（5）式可得： IBQ = ICQ / ，Ib1 = 8 IBQ 因要求Q點較穩(wěn)定，故Ib1取大點，于是： Ib1=8IBQ=8ICQ81.4610-3= 60=0.19510-3A=0.195mARb1=EC-UB Ib114315-4-0.7

8、0.19510-33 =52.810=52.8k=Rb2=UBQIb14+0.7 0.19510-3=24.1103=24.1kRe=UEQIEQ4 1.4610-3=2.74103=2.74k其中：UBQ = UEQ + UBEQ = 4+0.7 = 4.7V； 實驗時，Rb1可用4.7k 電阻與100 k電位器串聯(lián)來代替，Rb2取24 k，Re取2.7 k，Rc取4.7 k，RL為3.6 k。6 選擇電容C1、C2和Ce單級放大器的低頻響應(yīng)是由C1、C2和Ce決定的，如果放大器的下限頻率fL已知，可按下列公式估算C1、C2和Ce：C1(310)12f(Rs+rbe)1 23.14100(6

9、00+1386)=(310)=(310)0.810-6FC2(310)1 2f(Rc+RL)1 23.14100(4800+3600)=(310)=(310)0.1910-6F144Ce(13)1+2f(Rs+rbe)1+60 23.14100(600+1386)=(13)=(13)4.8910-5F取C1 = C2 = 10 uF，Ce = 100uF的電解電容，就可滿足要求。四實驗內(nèi)容與方法設(shè)計一個單級放大器。其技術(shù)指標(biāo)如下： 電壓放大倍數(shù)Au > 60 輸出電壓峰峰值Uop-p = 4V 負(fù)載電阻RL = 3K 信號源內(nèi)阻Rs = 600 帶寬f = 20Hz 200kHz 有較好的溫度穩(wěn)定性。步驟如下：（1）根據(jù)技術(shù)要求選好放大器電路后，計算放大器各元件的參數(shù)值。（2）將設(shè)計好的電路先在計算機(jī)上仿真，適當(dāng)改變元