实验设计：共射放大电路汇编

1、设计型实验145实验共射极放大器的设计实验目的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

2、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Ec、Rc和静态工作点Q,才能达工作点的选择必须考虑外接负载的影响,只有恰当的选择到所需的动态范围。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

3、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。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)Ibi =(5 10) IbqEc > 1.5 ( Uop-p +UCES)+ UeqUcES为晶体管的反向饱和压降，一般小于1V，计算时取1V , Ueq止Ub。(2)确定直流负载RcEC -UcES、U om-2 Rl丿(4)其中，EC = Ec - Ueq(3)确定静态工作点 QIcq = Pi BQ(5)UcEQ 乏 Ec IcqRc U b(6)另外根据图2所示放大器的电压最大输出

4、范围可得:UcEQ = U om+ UCES(7)sEcu儿0QA线 和BUCEUcESU omIU op-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R _Ec-UbRb1 一I b1Rb2Ub Uba：b1 丨 B I b1(10)(11)I CQU E UbUbe Re 比I EQ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 U OP-P = 6V负载电阻Rl = 3 6 KQ信号源内阻Rs = 6000 带宽 Af = 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

5、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 , P = 60。 由于pU CEO >Ec , I CM > 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 S： Ub = （510） UBEQ = 3 57 V ,对于硅管，Ueq = 35V，现取Ueq = 4V，饱和压降Uces 般取1V，于是Ec为:Ec >1 5 (Uop-p+

6、Uces) + Ue=1.5 ( 6 + 1 ) + 4 = 14.5 V取 Ec = 15V3 计算Rc直流负载电阻围，故应用下式计算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Rc的值：*eC -uces C CES -2 Rl U om其中 E c=Ec Ueq=15-4=1111-1、2 X3.6X10/=4.8 X 103Q =4.8kQ4 .确定静态工作点静态工作点的电流Icq和电压U CEQ分别为：1 CQ（EC -UCES）-UomRc=皆“46估AUCEQ = Uom+UCES = 3+1 = 4V5 .校核放大器倍数:Aurbe其中 R-L = Rl /

7、 Rcbe= 51®帘)IEQ (mA)=300 + (1 +60)-261.46=13860止 1.4kORL_ RcRL(Rc +Rl)4.8x10=3 (4.8+3.6)咒10 x3.6x103Au-PRlbe-60X2.1X10止 2.1x1030-1.4X103止七6所以Au值达到指标要求。从（2）、（ 5）式可得:6 计算偏置电路元件Rb1、Rb2与Re等。Ibq = Icq / P， Ib1 = 8 I bq因要求Q点较稳定，故Ib1取大点，于是：I b1 = 81 BQIcq8 P8勺.46 咒 10°60= 0.195X10'a =0.195mAE

8、c -UbRb1 =I b115 _4 0.7=30.195x103= 52.8x10 Q = 52.8kCU BQRb2 =I b14+0.730.195x103= 24.1x10 Q = 24.1kCU eqRe =y1 EQ_41.46X10=2.74天1030 = 2.74k0其中：Ubq = Ueq + Ubeq = 4+0.7 = 4.7V ;实验时，Rbi 可用 4.7k0 电阻与 100 kfj电位器串联来代替，Rb2 取 24 kC，Re 取 2.7 kC，Rc取 4.7 kfj, Rl为 3.6 9。6 .选择电容Cl、C2和Ce单级放大器的低频响应是由C1、C2和Ce决定

9、的，如果放大器的下限频率fL已知，可按下列公式估算 Ci、C2和Ce：C1'(3(Rs+rbe)1-(3 1O) 2咒3.14咒100咒(600 + 1386)= (310)咒 0.8咒 10FC2 3(3 10)2可(Rc +Rl)1= (310)x2 咒 3.14100X(4800 + 3600)= (310)咒 0.19x10"F53)2叭5)1+60=(1 3) X 2 X 3.14 X100X (600 +1386) =(1 3)乂4.89 冥 10F取Ci = C2 = 10 uF , Ce = lOOuF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U OP-P = 4V负载电阻Rl = 3KQ 信号源内阻 Rs = 6000 带宽 Af = 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