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* 沈阳师范大学 物理科学与技术学院 模拟电子技术基础实验 实验9 设计方法 设计支持 设计要求 实验目的 报告要求 推荐器材 测试参考 思考题 实验目的 1、掌握用晶体管图示仪测量晶体三极管特性曲线和主要参数的方法。 2、掌握如何设置和调整放大器的静态工作点的方法。 3、掌握放大器的放大倍数、输入电阻、输出电阻及频率特性的测量方法。 4、学习掌握放大器电路的设计、安装及调试方法。 5、观察电路参数对失真的影响。 设计要求 预习要求 设计指标 工艺要求 预习要求 1、仔细阅读参考资料。 2、根据设计要求，写出实验准备报告。 参考资料 1、清华大学电子学教研组编，杨素行主编：《模拟电子技术基础简明教程》. 第二版.北京：高等教育出版社，1998，P62-P102。 2、华中工学院工业电子学教研组编，康华光主编：《电子技术基础》上册. 第二版.北京：高等教育出版社，1986，P129~P134、P176-P181。 3、王振宇主编：《实验电子技术》. 北京：电子工业出版社，2004，P129-P133。 4、本书第四章4.1.2、4.1.3、4.1.4。 返回 设计一个单级放大器，要求电压放大倍数Au≥50，在0 ~ 45oC的范围内能正常工作，要求放大器输入电阻Ri≥2KΩ，下限频率fL≤60Hz 已知：VCC=12V,放大器的负载电阻RL=5.1KΩ,三极管采用9013。 设计指标 返回 1、布线要合理、美观（插件时尽量把元件整形后再插入板内）。 2、接线正确，并且要从正面走线。 3、焊点要可靠，即不允许有虚假焊，且每个焊点都要焊牢。 4、使用引线时要尽量短。 5、合理设计一些测试柱，以便于测试使用。 工艺要求 返回 设计方法 电路形式确定 确定静态工作电流ICQ 器件选用 确定各电阻值 确定各电容值 设计中需注意的问题 电路形式确定 在晶体管放大器的三种组态中，共集电极 放大器常用做缓冲级或高输入阻抗的电系统的 第一级；共基极放大器在低频电路中较少采用； 共发射极放大器既有电流放大，又有电压放大， 在低频小信号放大时采用的较多。为使共射放 大器的静态工作点稳定，通常采用分压式电流 负反馈偏置方式，参考电路如图9-1所示。 图9-1 共射极放大电路 返回 器件选用 若要求放大器的输入阻抗较高时，如在 1 MΩ以上，应考虑选用场效应管；一般情况 下，多选用三极管，选取主要依据管子的fT、 ICM、β、PCM等主要参数。只要管子参数能 满足要求即可，不必追求过高的参数，以免 造成浪费。 返回 确定静态工作电流ICQ ICQ的选取，在不同的情况下是不同的，其选用原则为： 1、小信号工作情况时，非线性失真不是主要矛盾，因此，可从其他因素来考虑选择静态点。若以少耗电或要求低噪声为主，工作点应选低些；如果需要放大倍数大些，那么工作点可选得高些；一般小信号放大器取ICQ =0.5mA～2mA。 2、大信号工作情况时，考虑的因素主要是尽量大的动态范围和尽可能小的失真。此时，应设计选择一个最佳负载，工作点尽量选在交流负载线的中央。 3、如果设计指标中对放大器的输入电阻Ri有要求，也可以根据对Ri的要求来确定静态工作点ICQ。由于Ri=rbe//Rb1//Rb2，一般rbe比Rb1//Rb2要小得多，因此在初选ICQ时，可以近似认为Ri=rbe。根据以下公式，则ICQ即可求出。 返回 确定各电阻值 确定偏置电阻Rb1和Rb2的值 先确定UBQ。根据电路的工作原理，只有当流过Rb2上的电流I1远远大于IBQ时，才能保证UBQ恒定。这是工作点稳定的必要条件，一般取I1=(5-10)IBQ。UBQ取大一些，则容许的Re较大，反馈较深，电路较稳定但将使放大器的动态范围减小，故考虑到电源供电电压的大小，折衷选定。 确定Re和RC的值 由于 据此可求出Re的值。而 电路所接负载RL为巳知，于是可计算出RC的值。 返回 确定各电容取值 1、耦合电容C1和C2的作用是隔直流，对交流信号应近似短路，所以电容C1和C2的阻抗应远小于与之串联的电阻。电容Ce的作用是减小发射极电阻Re对交流负反馈作用。Ce与Re并联的阻抗应远小于与之串联的等效电阻。 2、若电路的最低工作频率为fL，则可按下式估算 其中RS为信号源内阻。 一般情况下，电容取值也可不经计算而由实验确定，可凭经验选取较大一些的电容，如取C1=C2=10μF，Ce=47