晶體管放大器設(shè)計(jì) - 喀什師范學(xué)院-學(xué)工部

精品資料晶體管放大器精品資料一、實(shí)驗(yàn)(shíyàn)要求四、主要(zhǔyào)性能指標(biāo)及其測試方法三、電路安裝與調(diào)試五、電路參數(shù)修改二、實(shí)驗(yàn)原理六、實(shí)驗(yàn)步驟與要求精品資料一、實(shí)驗(yàn)(shíyàn)要求學(xué)習(xí)晶體管放大電路的實(shí)驗(yàn)方法；掌握(zhǎngwò)晶體管放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置與調(diào)整方法；掌握(zhǎngwò)晶體管放大電路性能指標(biāo)的測試方法及安裝與調(diào)試技術(shù)。了解負(fù)反饋對放大電路性能的影響。學(xué)習(xí)用pSpice軟件對電路進(jìn)行模擬仿真。精品資料二、實(shí)驗(yàn)(shíyàn)原理三極管放大器中廣泛應(yīng)用的是分壓式射極偏置電路。電路的Q點(diǎn)穩(wěn)定，Q點(diǎn)主要(zhǔyào)由RB1、RB2、RE、RC及+VCC所決定。溫度T

IC

IEIC

VE、VBQ不變

VBE

IB（反饋控制）若I1>>IBQ，VBQ>>VBE精品資料工作(gōngzuò)點(diǎn)穩(wěn)定的必要條件：I1>>IBQ，VBQ>>VBE一般取RE愈大，直流負(fù)反饋愈強(qiáng)，電路(diànlù)的穩(wěn)定性愈好。一般取精品資料設(shè)計(jì)小信號(xìnhào)放大器時，一般取ICQ=(0.5~2)mA，VEQ=(0.2~0.5)VCC

RC由RO或AV確定(quèdìng)：RC

≈RO或RC精品資料如果放大器下限(xiàxiàn)頻率fL已知，可按下列表達(dá)式估算電容CB、CC和CE：通常取CB=CC，用上面(shàngmiɑn)兩式算出電容值，取較大的作為CB（或CC）。精品資料解：(1)擬定電路(diànlù)方案選擇(xuǎnzé)電路形式及晶體管采用分壓式射極偏置電路，可以獲得穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)。因放大器上限頻率fH>100kHz，要求較高，故選用高頻小功率管3DG100，其特性參數(shù)ICM=20mA，V(BR)CEO≥20V，fT≥150MHz通常要求的值大于AV的值，故選精品資料(2)設(shè)置(shèzhì)Q點(diǎn)并計(jì)算元件參數(shù)要求(yāoqiú)Ri1kΩ，而取ICQ=1.5mA

依據(jù)指標(biāo)要求、靜態(tài)工作點(diǎn)范圍、經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行計(jì)算若取VBQ=3V，得取標(biāo)稱值，RE=1.5kW

精品資料因,為使靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)整方便(fāngbiàn)，RB1由30kW固定電阻與100kW電位器相串聯(lián)而成。精品資料綜合(zōnghé)考慮，取標(biāo)稱值，RB＝1.5kW。因ICQ＝1.5mA，要求AV>40,

由得精品資料計(jì)算(jìsuàn)電容為：取標(biāo)稱(biāochēnɡ)值，CC=CB=10mF取標(biāo)稱值，CE=100mF

精品資料(3)畫出電路(diànlù)帶參數(shù)的電路(diànlù)圖根據(jù)上述設(shè)計(jì)(shèjì)，得到放大器的電路圖如下：精品資料三、電路(diànlù)安裝與調(diào)試首先在面包板上組裝好電路，參考(cānkǎo)上圖搭接好實(shí)驗(yàn)測試平臺。然后進(jìn)行電路調(diào)試：靜態(tài)調(diào)試動態(tài)調(diào)試精品資料1.靜態(tài)調(diào)試(diàoshì)：Q點(diǎn)測量與調(diào)整（1）接通(jiētōnɡ)電源，將電路輸入端接地，測量電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。（2）用萬用表直流電壓檔，分別測量晶體管的B、E、C極對地電壓VBQ、VEQ及VCQ。（3）一般VBQ＝（3～5）V，VCEQ＝正幾伏。如果出現(xiàn)VCQ

VCC，說明晶體管工作在截止?fàn)顟B(tài)；如果出現(xiàn)VCEQ

0.5V，說明晶體管已經(jīng)飽和。（4）調(diào)節(jié)電位器RP1，使VCEQ＝正幾伏，此時說明晶體管基本工作在線性放大狀態(tài)。但Q點(diǎn)不一定是最佳的，還要進(jìn)行動態(tài)波形觀測。精品資料2.動態(tài)(dòngtài)調(diào)試：Q點(diǎn)測量與調(diào)整（5）給放大器送入規(guī)定(guīdìng)的輸入信號，如ViPP=28mV，fi=1kHz的正弦波。（6）用示波器觀察放大器的輸出vo。若vo波形的頂部被壓縮，這種現(xiàn)象稱為截止失真，說明Q點(diǎn)偏低，應(yīng)增大基極偏流IBQ，即增大ICQ。若vO波形的底部被削波，這種現(xiàn)象稱為飽和失真，說明Q點(diǎn)偏高，應(yīng)減小IBQ，即減小ICQ。精品資料2.動態(tài)調(diào)試(diàoshì)：Q點(diǎn)測量與調(diào)整（5）給放大器送入規(guī)定的輸入(shūrù)信號，如ViPP=30mV，fi=1kHz的正弦波。（6）用示波器觀察放大器的輸出vo。（8）增大輸入信號（如ViPP=120mV），vo無明顯失真，或者逐漸增大輸入信號時，vo頂部和底部差不多同時開始畸變，說明Q點(diǎn)設(shè)置得比較合適。（7）調(diào)節(jié)RB1，使放大器的輸出vo不失真。（9）此時移去信號源，分別測量放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)VBQ、VEQ、VCQ，并計(jì)算VCEQ、ICQ。精品資料四、主要(zhǔyào)性能指標(biāo)及其測試方法晶體管放大器的主要性能指標(biāo)有電壓放大倍數(shù)(bèishù)AV輸入電阻Ri輸出電阻Ro通頻帶BW＝fH－fL精品資料1、電壓(diànyā)放大倍數(shù)AV理論(lǐlùn)計(jì)算在波形不失真的條件下，用示波器測量放大器輸入電壓與輸出電壓的值。實(shí)驗(yàn)測試測出Vi(有效值)或Vim(峰值)及Vip-p（峰-峰值）與Vo(有效值)或Vom(峰值)Vop-p（峰-峰值），則精品資料2、輸入電阻Ri理論(lǐlùn)計(jì)算實(shí)驗(yàn)(shíyàn)測試串聯(lián)一個已知電阻R在輸出波形不失真情況下，用晶體管毫伏表或示波器，分別測量出Vi與Vs的值，則

精品資料3、輸出電阻RO理論(lǐlùn)計(jì)算實(shí)驗(yàn)(shíyàn)測試開關(guān)S(1)在輸出波形不失真情況下，用晶體管毫伏表或示波器，測量負(fù)載開路時的輸出電壓的值Vo；(2)接入RL后，測量負(fù)載上的電壓的值VoL

ro為晶體管輸出電阻。精品資料4、頻率特性和通頻帶(píndài)放大器的頻率特性包括(bāokuò)表示增益的幅度與頻率的關(guān)系；表示輸出信號與輸入信號之間的相位差與頻率的關(guān)系；相頻特性():幅頻特性A():精品資料4、頻率特性和通頻帶(píndài)放大器的通頻帶(píndài)BW:fH為上限頻率，主要受晶體管結(jié)電容及電路分布電容的限制；

BW=fH–fLfL為下限頻率，主要受耦合電容CB、CC及射極旁路電容CE的影響。精品資料BW的測試方法:采用(cǎiyòng)“逐點(diǎn)法”測量放大器的幅頻特性曲線。f(Hz)401005001k10k100k300k500kVop-p(mV)8009001000113111311131100080020lg|AV|(dB)2930313232323129注意：維持輸入(shūrù)信號的幅值不變且輸出波形不失真BW=fH–fL＝500k－40≈500k測試條件：Vi=10mV(Vip-p=28mV)畫出放大器的幅頻特性曲線，計(jì)算通頻帶。精品資料五.電路(diànlù)參數(shù)修改對于一個新設(shè)計(jì)的放大器，可能有些指標(biāo)達(dá)不到要求，這時需要調(diào)整電路(diànlù)參數(shù)。Ri1、如何調(diào)整電壓放大倍數(shù)AV？↑精品資料對于一個新設(shè)計(jì)的放大器，可能(kěnéng)有些指標(biāo)達(dá)不到要求，這時需要調(diào)整電路參數(shù)。2、如何(rúhé)調(diào)整放大器的下限頻率fL？希望降低放大器下限頻率fL，根據(jù)電容計(jì)算式，也有三種途徑，即不論何種途徑，都會影響放大器的性能指標(biāo)，只能根據(jù)具體指標(biāo)要求，綜合考慮。

精品資料3、負(fù)反饋對放大器性能(xìngnéng)有何影響？引入交流負(fù)反饋后，放大器的電壓(diànyā)放大倍數(shù)將下降，其表達(dá)式為式中，F(xiàn)為反饋網(wǎng)絡(luò)的傳輸系數(shù)；AV為無負(fù)反饋時的電壓放大倍數(shù)。引入負(fù)反饋后，雖然電壓放大倍數(shù)下降，但可以改善放大器的其它性能。精品資料3、負(fù)反饋對放大器性能(xìngnéng)有何影響？負(fù)反饋放大器的上限頻率(pínlǜ)fHF與下限頻率(pínlǜ)fLF的表達(dá)式分別為可見，引入負(fù)反饋后通頻帶加寬。精品資料3、負(fù)反饋對放大器性能(xìngnéng)有何影響？引入負(fù)反饋會改變(gǎibiàn)放大器的輸入電阻與輸出電阻：并聯(lián)負(fù)反饋能降低輸入阻抗；串聯(lián)負(fù)反饋能提高輸入阻抗；電壓負(fù)反饋使輸出阻抗降低；電流負(fù)反饋使輸出阻抗升高。精品資料3、負(fù)反饋對放大器性能(xìngnéng)有何影響？電流(diànliú)串聯(lián)負(fù)反饋放大器實(shí)驗(yàn)表明，RF取幾十歐姆，可以明顯地提高放大器的輸入阻抗，降低放大器的下限頻率，改善非線性失真。精品資料六、實(shí)驗(yàn)步驟(bùzhòu)與要求①認(rèn)真閱讀本課題介紹的設(shè)計(jì)方法與測試技術(shù)，寫出設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)報(bào)告