晶体管放大电路设计2009.docVIP

晶体管放大电路的设计（设计性实验） 一．设计题目：单极晶体管阻容耦合放大器的设计 (1)已知条件Vcc＝+12V，RL＝2.4，Vi＝10mV，Rs＝2 (2)性能指标要求Av40，Ril，RO2,FL100Hz，FH100kHz 二．设计步骤及要求 (1)根据已知条件及性能指标要求，确定电路器件，设置静态工作点，计算电路元件参数。 (2)在实验线路板上安装电路。调整并测量静态工作点，使其满足设计计算值的要求。 (3)测试性能指标，调整与修改元件参数值，使其满足放大器性能指标的要求。 三．实验方案与设计过程 1．工作原理 图2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用Rb1和Rb2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻Re，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号ui后，在放大器的输出端便可得到一个与ui相位相反，幅值被放大了的输出信号u0，从而实现了电压放大。 图2-1 单管放大器实验电路图 2．设计过程 首先，选择电路形式及晶体管。采用如图2-1所示的分压式电流负反馈偏置电路，可以获得稳定的静态工作点。因放大器的上限频率要求较高，故选用高频小功率管，其特性参数IcM＝20mA，V(BR)CEO≥20V，fT≥150MHz。通常要求的值大于Av的值，故选＝60。 其次，设置静态工作点并计算元件参数。由于是小信号放大器，故采用公式法设置静态工作点Q，计算如下： 要求Ril(Rirbe)，根据公式 取 若取,由，取标称值1 由 为使静态工作点调整方便，由20固定电阻和100电位器串联而成。 由得 则，综合考虑，取标称值2.4 由于,比较 由,取标称值10 取, 由,取标称值100 设计的电路如图图2-2 图2-2 设计的电路 四、实验设备与器件 　　1、＋12V直流电源　　　　　　　 2、函数信号发生器 　　3、双踪示波器　　　　　　　　　 4、交流毫伏表 5、直流电压表 6、直流毫安表 　　7、频率计　　　　 　　　　　 8、万用电表 　　9、晶体三极管3DG6×1(β＝50～100)或9011×1 、电阻器、电容器若干 1、 放大器静态工作点的测量与调试 在图2-2电路中，当流过偏置电阻Rb1和Rb2的电流远大于晶体管T 的基极电流IB时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算 　 　　　　　 UCE＝UCC－IC（RC＋RE） 　　1)　静态工作点的测量 　　测量放大器的静态工作点，应在输入信号ui＝0的情况下进行， 即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流IC以及各电极对地的电位UB、UC和UE。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压UE或UC，然后算出IC的方法，例如，只要测出UE，即可用 　　算出IC（也可根据，由UC确定IC）， 同时也能算出UBE＝UB－UE，UCE＝UC－UE。 　　2)　静态工作点的调试 静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时uO的负半周将被削底，如图2－3(a)所示； (a) (b) 图2－3 静态工作点对uO波形失真的影响 如工作点偏低则易产生截止失真，即uO的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图2－3(b)所示。 改变电路参数UCC、RC、RB（RB1、RB2）都会引起静态工作点的变化，如图2－4所示。 图2－4 电路参数对静态工作点的影响 但通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点，如减小RB2，则可使静态工作点提高等。 　　 接通直流电源前，先将RW调至最大， 函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通＋12V电源、调节RW，使IC＝2.0mA（即UE＝2.0V）， 用直流电压表测量UB、UE、UC及用万用电表测量RB2值。记入表2－1。 表2-1 IC＝2mA 测 量 值 计 算 值 UB（V） UE（V） UC（V） RB2（KΩ） UBE（V） UCE（V） IC（mA） 　　2、测量电压放大倍数 　　　　　　　 在放大器输入端加入频率为1KHz的正弦信号uS，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压Ui10mV，同时用示波器观察放大器输出电压uO波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的UO值，并用双踪示波器观察uO和ui的相位关系，记入表2－2。 表2－2 Ic＝2.0mA