共射放大电路的设计

第三章 设 计 型 实 验实验一 共射极放大器的设计 一 实验目的 1学会根据一定的技术指标设计单级阻容耦合共射极放大器。 2学会在计算机上进行电路仿真及验证。 3练习安装技术，学会检查、调整、测量电路的工作状态。 4掌握测量放大器的电压放大倍数、频率响应曲线和动态范围的方法。5 定性了解工作点对输出波形的影响。二预习要求 1复习有关共射极放大器的理论知识，了解共射极放大器静态工作点的选择原则及放大器主要指标的定义及测量方法。2根据给出的技术指标计算出放大器电路各元件数值，制定出实验方案，选择实验仪器设备，并在计算机上进行电路仿真，找出元件最佳值。三共射极放大器的设计方法共射极放大器的设计，是指根据技术指标要求，确定电路方案、选择晶体管和直流电源电压，确定静态工作点和电路元件的数值。对于信号幅度较大的放大器，除了应有适当的电压放大倍数外，还应有足够的动态范围（指放大器最大不失真输出信号的峰峰值）。这时对工作点的选择必须考虑外接负载的影响，只有恰当的选择EC、Rc和静态工作点Q，才能达到所需的动态范围。设计一个共射极放大器，通常是给出所要达到的放大倍数Au、负载电阻RL的值、输出电压幅度Uom（或动态范围Uop-p）和某一温度范围内的工作条件。然后根据这些指标进行电路的设计和参数的计算。1动态范围与电路参数的关系对于图1的放大器，当输出信号的动态范围有一定的要求时，应根据给定的负载电阻RL的值和动态范围Uop-p 以及发射极电压UEQ来选择电源电压EC、确定直流负载Rc和静态工作点Q。 +EC Rc Rb1 C2 Ib1 C1 IBQ 3DG6 RL uo ui Rb2 Re Ce图1 共射极放大器电路图具体步骤如下：（1） 选择电源电压EC 通常稳定条件为： UB = （5 10）UBE （1） Ib1 = （5 10）IBQ （2） EC 1.5（Uop-p +UCES）+ UEQ （3） UCES为晶体管的反向饱和压降，一般小于1V，计算时取1V，UEQ UB 。（2） 确定直流负载Rc （4） 其中，EC = EC - UEQ (3) 确定静态工作点Q ICQ = bIBQ （5） UCEQ EC - ICQRc - UB （6）另外根据图2所示放大器的电压最大输出范围可得： UCEQ = UomUCES （7） （8） iC （mA） A 饱和线 N Q ICQ=Icm B M 0 Uom uCE UCES Uop-p 图2 放大器的电压最大输出范围(4) 偏置电路元件计算公式 （9） （10） （11） 单级放大器的设计方法举例： 设计一个放大器，它的主要技术指标为： 电压放大倍数Au 80 输出电压峰峰值Uop-p = 6V 负载电阻RL = 3.6 KW 信号源内阻 Rs = 600W 带宽Df = 100Hz 100kHz 有较好的温度稳定性设计步骤：1确定电路方案，选择晶体管要求有较好的温度稳定性，放大器的静态工作点必须比较稳定，为此采用具有电流负反馈的共射极放大器，如图1所示。因放大器的上限频率要求较高，故选用高频小功率管3DG6，其特性参数为：ICM = 20mA ，BUCEO 20V，fT 150MHz，b = 60。由于 bUCEO EC，ICM IC一倍以上，因此可以满足要求。2选择电源电压EC根据（3）式，UEQ UB =（510）UBEQ = 3.57 V，对于硅管，UEQ = 35V，现取UEQ = 4V，饱和压降UCES一般取1V，于是EC为： EC 1.5（Uop-pUCES） UE = 1.5 ( 61 ) 4 = 14.5 V 取 EC = 15V 3计算Rc 直流负载电阻Rc与放大倍数、动态范围等都有关系。在本例中，要求有较大的动态范围，故应用下式计算Rc的值： 其中EC=ECUEQ=15-4=11 = 4.8 103W = 4.8kW 4确定静态工作点静态工作点的电流ICQ和电压UCEQ 分别为： UCEQ = Uom+UCES = 3+1 = 4V 5校核放大器倍数： 其中RL = RLRc 所以Au值达到指标要求。6计算偏置电路元件Rb1、Rb2与Re等。从（2）、（5）式可得： IBQ = ICQ / b，Ib1 = 8 IBQ因要求Q点较稳定，故Ib1取大点，于是： 其中：UBQ = UEQ + UBEQ = 4+0.7 = 4.7V； 实验时，Rb1可用4.7kW 电阻与100 kW电位器串联来代替，Rb2取24 kW，Re取2.7 kW，Rc取4.7 kW，RL为3.6 kW。6 选择电容C1、C2和Ce单级放大器的低频响应是由C1、C2和Ce决定的，如果放大器的下限频率fL已知，可按下列公式估算C1、C2和Ce： 取C1 = C2 = 10 uF，Ce = 100uF的电解电容，就可满足要求。 四实验内容与方法 设计一个单级放大器。其技术指标如下： 电压放大倍数Au 60 输出电压峰峰值Uop-p = 4V 负载电阻RL = 3KW 信号源内阻Rs = 600W 带宽Df = 20Hz 200kHz 有较好的温度稳定性。步骤如下：（1）根据技术要求选好放大器电路后，计算放大器各元件的参数值。（2）将设计好的电路先在计算机上仿真，适当改变元件的参数，确定最佳值。（3）按设计好的电路进行安装、调试与参数测量（参看基础型实验三）。五实验报告要求按以下内容撰写实验报告：1 根据给定的指标要求，计算元件参数，列出计算机仿真的结果。2 绘出设计的电路图，并标明元件的数值。3 实验数据处理，作出Auo f曲线图。4 实验结果分析。若能觅得一方喜欢的山水，在空旷的风里，种上淡暖如许，清欢如许。我愿用无尘的诗句，沾染些许晨露，轻叩那些老去的时光，让曾经的你我，重走一遍依旧开满鲜花的小径。时光里的我们，不说话。只是凝望着彼此旧时的模样，任凭花落清溪，任凭日暮烟霞。陌上的时光，匆匆如流。指尖，一直贪恋着世间所有的暖香。而那些没有着落过往，早已随风而散。往事已旧，一切，终会在念与不念，忘与不忘之间，莞尔一笑，变得风轻云淡。岁月的风，就这样翩跹而过。还好，总有一些不离不弃的相伴，安暖着岁月的荣辱沧桑。然后，在玲珑的小字里尘埃落定。珍惜着，不早也不晚的缘分。愿你永远在我文字的四季，可以与那些草木葳蕤的深情一样，青青又青青。纵使某天，错过了所有，只剩下一个人忧伤，也不要怪罪时光。时光里那些牵过的手，给错的爱，都是情不由衷。开始与结束，一样美丽。我们应该，原谅时光，记住爱！那些过往里的施与舍，恩与惠，何必计较太多。我们在山水间喂养清风，在草木间描摹明月，云淡风轻一天又一天。任凭年华一去不返，依旧无怨无悔，不负岁月，不负时光。那些风花雪月的重逢与离别，终将陨落在时光深处，被过往的烟尘一一覆盖。当时光里，那些被岁月漂白的光阴，再回首时，风住尘香，缘已渺渺，我们也不必遗憾。苍茫处，风景依旧，繁华笙歌，人事无恙。那些散落在流年深处的芬芳，也是依旧静美如初，相宜静好。不如，安静着，于寂寂红尘中，为自己开一扇般若门，将一切浮云过往都放逐在红尘之外，只留一颗琉璃心，只守一池为我而开的莲荷，一粥一饭，一笔一墨，闲渡流年。未来的路，那么远。从未想过会遇见谁，也从未想过会错过谁。今朝，一壶浊酒，一扑流萤，几许明媚，几许嫣然，我依然是那个朴素的琉璃女子。不敷衍，不趋势，简单的行走，简单的生活，简单的爱与被爱。当时光里，那些被光阴漂白的过往，再回首时，风住尘香，缘已渺渺，我们也不必遗憾。苍茫处，风景依旧，繁华笙歌，人事无恙。那些散落在流年深处的芬芳，也是依旧静美如初，相宜静好。若是，光阴辞去旧年，初心不改。我依然愿意，在心里种半亩花田，在文字里养一个春天。这样，无论你来不来，在不在，我都一样安静的开落。那样，你偶尔回眸，看到的风景，都是春天般，含着香，透着暖。喜欢让心在那一刻，静如菩提明镜。那么，且许我一程走旧的岁月，温一壶经年的雨水，煮一段曾经的往事，不提花开，不说花落。就让那所有的喜怒哀乐，淡暖清欢，如茶般，氤氲出缕缕清香。而你我，亦愈来愈通透，有了茶的芬芳，即使喝到无味，亦有一股回甘，令人回味留恋。桃花酿酒，醉了光阴。春水煎茶，赴了风雅。我人生四季，永远是那一抹剔透的琉璃色，不必虚张，不必声势，只做安静的自己，善待生命里遇见的一切，感恩并珍重，且温柔的对待。若有一天，我们隔着茫茫人海，穿过人流车流，你是否会一眼将我认出，并且微笑着喊出我的名字。若有一天，经年的路口，人烟渺渺。你是否会收集所有花香，用思念为我铺一条洒满落花的小路。那些失落的前尘往事，你是否愿意陪我一一捡拾，然后一起装帧成流年里最美的那一册画卷。人生云水一梦，寻一份清幽，养一颗禅心。那些迎面而来的风景，让我们微笑着迎接，并且一一纳入流年的画卷。愿世间美好，都是恰逢其时。至于那些聚了又散的人或事，淡记就好。或许，终有一天，心归宁静，从容朴素。那么，我便在南山寻一处清幽。春来，采一壶桃花，酿一壶三生三世。夏来，养一池荷，掬一捧莲子醉清风。秋来，邀一缕秋风，修篱种菊，种下一个人的浮世清欢，种下一些心悦的小情绪。曾经的往事，不提花开，不说花落。就让那所有的喜怒哀乐，淡暖清欢，如茶般，氤氲出缕缕清香。而你我，亦愈来愈通透，有了茶的芬芳，即使喝到无味，亦有一股回甘，令人回味留恋。桃花酿酒，醉了光阴。春水煎茶，赴了风雅。我人生四季，永远是那一抹剔透的琉璃色，不必虚张，不必声势，只做安静的自己，善待生命里遇见的一切，感恩并珍重，且温柔的对待。若有一天，我们隔着茫茫人海，穿过人流车流，你是否会一眼将我认出，并且微笑着喊出我的名字。若有一天，经年的路口，人烟渺渺。你是否会收集所有花香，用思念为我铺一条洒满落花的小路。那些失落的前尘往事，你是否愿意陪我一一捡拾，然后一起装帧成流年里最美的那一册画卷。人