单管放大实验报告书.doc

武汉理工大学 开放性实验报告 （A类/B类） 项目名称： 三极管放大电路设计 实验室名称： 创新实验室 学生姓名： 董航 创新实验项目报告书 实验名称 三极管放大电路设计 日期 姓名 董航 专业 电信1006 实验目的（详细指明输入输出） 使得输出增益≥20dB，即放大倍数≥10； 3dB带宽10Hz~1MHz，即在输入电压在低于10Hz或大于1MHz时，输出电压的增益要|Av|≥0.707|Avmax|； 直流电源采用单电源供电； 输出电压幅值≥10Vpp； 实验原理（详细写出理论计算、理论电路分析过程）(不超过1页) 理论电路分析： 设计这个三极管放大电路采用的是9018三极管，利用共射极偏置放大电路，直流电压Vcc为15V；因为增益≥10dB，所以放大倍数要大于等于10倍，共射极偏置电路的放大倍数约等于为Rc/Re，所以Rc/Re要大于10倍;要带宽达到10-1MHz，要自己调试所用电阻的阻值，当频率低于10Hz，和频率高于1MHz时，衰减不能低0.707,当输出电阻越小，带宽越大，所以Rc和Re不能选用过大的电阻，但也不能因过小影响静态工作点导致输出电压出现失真；使得输出幅值能大于等于10Vpp，因为放大倍数大于等于10倍，所以输入信号为1Vpp左右，且要保证输出电压不会失真，此时输入信号的Vpp越大就越容易失真，要使得输出电压在大于等于10Vpp时不会失真，即Vc大于等于5V，且Vc=Vcc-IcRc，Vcc=15V所以要,IcRc小于等于10Vpp。 确定耦合电容值大小.此电路中主要起关键作用的是基极的电容和集电极容。电容主要起隔直通交的作用，但是在高频的时候电容的容抗不能 忽略。结构上，大电容在低频处，小电容在高频处，阻抗变得最低，为了让低频通过，则选定基极的耦合电容值为10uf,集电极的电容值为10uf. 另外在电源与GND之间接一个瓷片电容104和一个10uf的电解电容 ，为电源的去耦电容—即降低电源对GND的交流阻抗交流阻抗作用。 理论计算： Av=βRc/{rbe+(1+β)Re},β≈100, rbe(1+β)Re; Av≈βRc/(1+β)Re≈Rc/ Re; Vbe≈0.7V， Ic≈Ie = Ve/Re =（Vb-Vbe）/Re, Ib = Ic/β； Vcc=15V,Vb = Rb1/(Rb1+Rb2)*Vcc; Vc=Vcc-IcRc=15-{15* Rb1/(Rb1+Rb2)-0.7}/Re*Rc; 我取Vcc=18V,Rb1=30k，Rb2=2.7k，Rc=680，Re=56； 利用以上公式即可求得 三、实验过程（记录实验流程，提炼关键步骤）（尽可能详细） 根据实验室给定的三极管型号，进行筛选之后，选定S9018三极管，然后查看此三极管的资料，了解各种参数此三极管适应于高频小信号电路。 在仿真软件上进行仿真，仿真软件中没有S9018，所以就选用性能相近的2N5551作为代替，改一下它的参数使得接近s9018，再进行仿真，。 按照电路原理图焊接电路板。焊接过程中应该使引脚之间的导线足够短，因为在高频时引线会有阻抗。 信号源输入为1VPP,1KHz的信号，用示波器观察波形输出为10.0VPP，满足条件，且没有失真，将信号源频率改1MHz时，输出8.9VPP,满足3dB的带宽，但是将信号源频率改为1Hz的时候，输出4.8VPP，无法满足3dB带宽。此时考虑到应该是输入阻抗小了，将输入阻抗增大，同时要保证基极的电位，则Rb1和Rb2应该成比例增大，当Rb1增大到2.7k，Rb2增大到然33k时，频率为2Hz输出为8.2VPP，即低频可以达到了2hz。 再尝试将基极的耦合电容值改为100uF,低频可以达到2Hz.高频能达到1.6MHz,因此3dB带宽为2Hz~1.7MHz。 为了增大高频截止频率，在集电极耦合电容并联瓷片电容104，但是输出波形并没有改善，有的时候还减小了高频截止频率。 在基极耦合电容的两端并联瓷片电容104，理论上能增大高频截止频率，但是经过测量之后发现高频截止频率没有增大，反而使低频截止频率增大，减小了带宽。 四、实验结果（详细列出实验数据、结论分析） f（Hz） Av（VPP） 20lg(Av) 1 6.4 16.1236 2 8.2 18.27628 3 8.6 18.68997 4 9.2 19.27576 5 9.4 19.46256 6 9.4 19.46256 7 9.4 19.46256 8 9.4 19.46256 9 9.5 19.5