单管分压式稳定共射极放大电路设计报告

1、单管分压式稳定共射极放大电 路设计报告单管分压式稳定共射极放大电路设计设计题目：输入信号Vi=5mv, f=10kHz,输出信号v°=500mv,工作电 压Vcc=6v,输入电阻R>lk,输出电阻Rov2k用分压式稳 定单管共射极放大路进行设计。RL=10ko一、设计思考题。如何正确选择放大电路的静态工作点,在调试中应注意什么？负载电阻RL变化对放大电路静态工作点Q有无影响？对放 大倍数AU有无影响？ 放大电路中，那些元件是决定电路的静态工作点的？试分析输入电阻Ri的测量原理（两种方法分别做简述）。二、设计目的a）掌握单管放大电路的静态工作点和电压放大倍数的测量方法。b）三极管

2、在不同工作电压下的共基放大系数的测定。c） 了解电路中元件的参数改变对静态工作点及电压放大倍数的 影响。d）掌握放大电路的输入和输出电阻的测量方法。三、所需仪器设备a）示波器b）低频模拟电路实验箱0低频信号发生器d）数字式万用表e） PROTUES 仿真四、设计原理a）设计原理图如图1所示分压式稳定共射极放大电路图1分压式稳定共射极放大电路b）对电路原理图进行静态分析与反馈分析说明分压式对电路稳定性的作用。静态分析：当外加输入信号为零时，在直流电源k的作用下,三极管的基极回路和集电极回路均存在着直流电流和直流电压,这些直流电流和直流电压在三极管的输入、出特性上各自对应一个点,称为静态工作点。静

3、态工作点的基极电流、基极与发射极之间的电压 分别用符号由和Ubeq表示，集电极电流、集电极与发射极之间的电压则用 kQ 和 UCEQ 表木。为了保证巴的基本稳定,要求流过分压电阻的电流年减，为此 要求电阻心R小些，但若R,&太小，则电阻上消耗的功率将增大， 而且放大电路的输入电阻将降低。在实际工作中通常用适中的用，心值。一班取心=(510)/坦,常常取10倍9而且使5。= (5-1 0)Ubeq ,常常分析分压式工作点稳定电路的静态工作点时，可先从估算入手。由于Ir » Ibq ,可得Ubq = R" VccRbl + Rbl然后可得到静态发射极电流为Ueq Ubq

4、 - Ubeq1EQ =七 1CQRc Re对于硅管一般口爪=0.7V则三极管C之间的静态电压为Ue eq = Vcc Icq Rc 比 Vcc Icq(Rc + Re)最后得到静态基极电流为Icq1HQ XPVcc反馈分析：在图1所示的电路图中，三极管的静态基极电位以。由 经电阻分压得到，可认为其基本上不受温度变化的影响，比较稳定。当温度升高时，集电极电流IcQ增大，发射极电流入。也相应的增大。%遮过已使发射极电位射升高，则三极管的发射极结电压Ubeq . Ubq - Ueq将降低，从而使静态基极电流Ibq减小，于是Icq也随之减小，最终使静态工作点基本保持稳定。C)对电路进行动态分析，输入

5、电阻与输出电阻对放大电路的作用。入电阻：从放大电路的输入端看进去的等效电阻。输入电阻R的入电阻这项技术指描述放大电路对信号源索取能力的大小,通常希施物L望放大电路的输入电阻越大越好，R愈大，说明放大电路对信号索取 的能力越强，即输入放大电路的信号越多，消耗到电源内阻上的信号少。出电阻：从放大电路的输出端看进去的等效电阻。在中频段，当输入信号短路，输出端负载开路时,出电阻心的大小等于外加输出电压与相应输出电流之比。n U。I日n Ro -I t/s = 0 Rl = oo理 Io出电阻是描述放大电路带负载能力的一项技术指标,通常希望放大 电路的输出电阻越小越好，由上图可知，心越小，说明放大电路的

6、带负载能力越强。放大器的输入电阻应该越高越好,这样可以提高输入信号源的有效输 入，将信号源的内阻上所消耗的有效信号降低到最小的范围。而输出 电阻则应该越低越好，这样可以提高负载上的有效输出信号比例，提 高放大电路带负载能力。Rl = rbe Rq=RcA =“ rbe Ri=Rc/RL五、设计步骤1 .三极管共射放大系数B的测定(1)按图2连接共射极放大电路。图2共射极放大电路共射放大系数。测量静态工作点仔测量值I甯Ib2(uA)Ib3(uA)Ib4(uA)Ib5(uA)Ib6(uA)Ib7(uA)Ib8(uA)/方平均位Ib9(uA)IblO(uA)3.253.313.383.443.513

7、.583.653.733.5543.803.89I颦Ic2(Ic3(Ic4(Ic5(Ic6(Ic7(Ic8(/c平均0i Ic9(Icl(XmA)mA)mA)mA)niA)mA)mA)niA)mA)of0.40.40.40.40.40.40.40.40.4n /isly1234456417U.4ob平均值=3？54 nA ；Ic 平均值=0.441 mA ；p=I年均值结论：首先把滑动变阻器的阻值调到最大，求出最小电流ibmin=L79uA,再连续调小滑动变阻器Rvl的阻值从而引起ib与ic的连续变化,当ic不在|1 ib连续变化时记下此时的ib值为 ibmax=355uA。ib = (ibm

8、in+ibmax) /2=2.67uAo调整滑动变阻岩Rvl使得微安表的示数为ib=2.67uA左右，我取2.67UA。记录下毫安表的示:ic=033毫安，如图一所示。B =ic/ib=123.6上表可读出：随着Ib的增加，B的值也不断增加，但是当Ib达到一定值后，6的值又随着降低。2 .三极管共射放大倍数的设计根据 A =-变:=一1= -100,得：A =100 o% v. 根据题意有输出电阻Rov3k,设Rc=3k,而RL=10K,由此得,RJ =Rc/Rl= 23 AQ o故小=一丝-2.85m,由7, =300+(1 + /7) = 300+ 得4/理t BQ26m7%-30(X11

9、0.2uAo由电路图2可知，% = '&-'& = 357.7 2。IBQ连接电路，对电路进行微调，使放大电路的放大倍数为4 =100 9 测得 Ibo= 15.0uA 9 Vbeq= 0.67Y3 .分压式稳定共射极放大电路设计(1)设 Re=0.6k,由 Ibq=15uA 可知 Vbq= Vbeq +Ibq(1+p )Re= 1>76 Vo得：Vbq= L76Vo 按工程设计可知，电路原理图如图1所示，流经Ri、R2的电流V VccZ10/=_0J5mA,可知为+&= 3、一 / 1 %又因：'之二皿R、 &联立解方程组得:Ri

10、= 12kQ、R2= 27k。分别接入耦合电容、旁路电容，G、C3约lOuF。在三极管基极B接入直流电流表，在Rl R2两端分别接入可变电阻Rvi、Rv2,微调 Rvi、Rv2 使 Ib= Ibq= 15 uA(4)直流反馈过程:(说明当温度变化时对此电路的静态工作点的影响)三极管的静态基极电位小。由外经电阻分压得到，可认为其基本上不受温度变化的影响，比较稳定。当温度升高时，集电极电流”增大，发射极电流IEQ也相应的增大。IEQ流过Rc使发射极电位UEQ ft乳 则三极管的发射极结电压为. Ubq. Ueq将降低，从而使静态基极电流也减小，于是人也随之减小，最终使静态工作点基本保持稳定。4 .

11、分压式稳定共射极放大电路各参数的测定(1)放大信号的放大倍数的测定将低频信号发生器和万用表接入放大器的输入Vi,放大电路 输出端接入示波器，如图2所示，信号发生器和示波器接入直流 电源，调整信号发生器的频率为10KHZ,输入信号幅度为5mv 的正弦波，从示波器上观察放大电路的输出电压V。的波形，分 别测Ui和Uo的值，求出放大电路电压放大倍数Av。则 Av= 96则放大误差为：4 o保持输入信号大小不变，改变RL,观察负载电阻的改变对电压放大倍数的影响，并将测量结果记入表2中。表2电压放大倍数实测数据(保持W不变)RlVo/mVVi/mVAu测量值Au理论值误差1K1363.544210058

12、5K2873.54781002210K3343.5492100820K3633.541001000CO5003.541001000结论：在Ui不变的情况下，随着RL的增加，Au增加，Au测量值 与Au理论值的差减小，误差减小。在一定范围内，即负载越大， 误差越小。（3）观察工作点变化对输出波形的影响调整信号发生器的输出电压幅值（增大放大器的输入电压UD,观察放大电路的输出电压的波形，使放大电路处于最大不 失真状态时（同时调节RP1与输入电压使输出电压达到最大又 不失真），记录此时的RP1+RBU值，测量此时的静态工作点, 保持输入信号不变。改变RP1使RP1+RB11分别为25KQ和 100K

13、Q,将所测量的结果记入表3中。（注意：观察记录波形时 需加上输入信号，而测量静态工作点时需撤去输入信号。）表3 R对静态、动态影响的实验结果Rm 输出 波形（保持Ui 不变）判 断 失 真 性 质XIc/mAV e/VVb/VV ce/VRi35k2.521.372.070.961.6k上不 失真， 下不 失真不 失 真23k2.31.772. 451.41.47k上不 失真, 下失真截 止 失 真63K1.261.11.83.481.67k上失 真，下 不失 真/ptt 1和 失 真(4)测量放大电路的输入电阻R与误差方法一：测量原理如图3所示，在放大电路与信号源之间串 入一固定电阻尺、4=1.6k ,在输出电压Vo不失真的条件下, 用示波器测量片及相应的vs的值，并按下式计算Ri：R图3 Ri测量原理一则输入电阻R, = 1.5 kn其输入电阻误差为：o.ika 0方法二：测量原理如图4所示，当Rs=O时，在输出电压 UO不失真的条件下，用示波器测出输出电压UO1；当Rs=4.7K 。时，测出输出电压Uo2,并按下式计算RiU .信号发生器.放大电路图4 R测量原理二则输入电阻凡=L43kO o其输入电阻误差为：017kO o(5)测量输出电阻R。与误差输出电阻R。的测量原理如图5所示,在输出电压U。波形保持不失真的条件下，用示波器测出空载时的输出电压U。1和带负载时的输出电