晶体管放大器设计 - 喀什师范学院-学工部

精品资料晶体管放大器精品资料一、实验(shíyàn)要求四、主要(zhǔyào)性能指标及其测试方法三、电路安装与调试五、电路参数修改二、实验原理六、实验步骤与要求精品资料一、实验(shíyàn)要求学习晶体管放大电路的实验方法；掌握(zhǎngwò)晶体管放大电路静态工作点设置与调整方法；掌握(zhǎngwò)晶体管放大电路性能指标的测试方法及安装与调试技术。了解负反馈对放大电路性能的影响。学习用pSpice软件对电路进行模拟仿真。精品资料二、实验(shíyàn)原理三极管放大器中广泛应用的是分压式射极偏置电路。电路的Q点稳定，Q点主要(zhǔyào)由RB1、RB2、RE、RC及+VCC所决定。温度T

IC

IEIC

VE、VBQ不变

VBE

IB（反馈控制）若I1>>IBQ，VBQ>>VBE精品资料工作(gōngzuò)点稳定的必要条件：I1>>IBQ，VBQ>>VBE一般取RE愈大，直流负反馈愈强，电路(diànlù)的稳定性愈好。一般取精品资料设计小信号(xìnhào)放大器时，一般取ICQ=(0.5~2)mA，VEQ=(0.2~0.5)VCC

RC由RO或AV确定(quèdìng)：RC

≈RO或RC精品资料如果放大器下限(xiàxiàn)频率fL已知，可按下列表达式估算电容CB、CC和CE：通常取CB=CC，用上面(shàngmiɑn)两式算出电容值，取较大的作为CB（或CC）。精品资料解：(1)拟定电路(diànlù)方案选择(xuǎnzé)电路形式及晶体管采用分压式射极偏置电路，可以获得稳定的静态工作点。因放大器上限频率fH>100kHz，要求较高，故选用高频小功率管3DG100，其特性参数ICM=20mA，V(BR)CEO≥20V，fT≥150MHz通常要求的值大于AV的值，故选精品资料(2)设置(shèzhì)Q点并计算元件参数要求(yāoqiú)Ri1kΩ，而取ICQ=1.5mA

依据指标要求、静态工作点范围、经验值进行计算若取VBQ=3V，得取标称值，RE=1.5kW

精品资料因,为使静态工作点调整方便(fāngbiàn)，RB1由30kW固定电阻与100kW电位器相串联而成。精品资料综合(zōnghé)考虑，取标称值，RB＝1.5kW。因ICQ＝1.5mA，要求AV>40,

由得精品资料计算(jìsuàn)电容为：取标称(biāochēnɡ)值，CC=CB=10mF取标称值，CE=100mF

精品资料(3)画出电路(diànlù)带参数的电路(diànlù)图根据上述设计(shèjì)，得到放大器的电路图如下：精品资料三、电路(diànlù)安装与调试首先在面包板上组装好电路，参考(cānkǎo)上图搭接好实验测试平台。然后进行电路调试：静态调试动态调试精品资料1.静态调试(diàoshì)：Q点测量与调整（1）接通(jiētōnɡ)电源，将电路输入端接地，测量电路的静态工作点。（2）用万用表直流电压档，分别测量晶体管的B、E、C极对地电压VBQ、VEQ及VCQ。（3）一般VBQ＝（3～5）V，VCEQ＝正几伏。如果出现VCQ

VCC，说明晶体管工作在截止状态；如果出现VCEQ

0.5V，说明晶体管已经饱和。（4）调节电位器RP1，使VCEQ＝正几伏，此时说明晶体管基本工作在线性放大状态。但Q点不一定是最佳的，还要进行动态波形观测。精品资料2.动态(dòngtài)调试：Q点测量与调整（5）给放大器送入规定(guīdìng)的输入信号，如ViPP=28mV，fi=1kHz的正弦波。（6）用示波器观察放大器的输出vo。若vo波形的顶部被压缩，这种现象称为截止失真，说明Q点偏低，应增大基极偏流IBQ，即增大ICQ。若vO波形的底部被削波，这种现象称为饱和失真，说明Q点偏高，应减小IBQ，即减小ICQ。精品资料2.动态调试(diàoshì)：Q点测量与调整（5）给放大器送入规定的输入(shūrù)信号，如ViPP=30mV，fi=1kHz的正弦波。（6）用示波器观察放大器的输出vo。（8）增大输入信号（如ViPP=120mV），vo无明显失真，或者逐渐增大输入信号时，vo顶部和底部差不多同时开始畸变，说明Q点设置得比较合适。（7）调节RB1，使放大器的输出vo不失真。（9）此时移去信号源，分别测量放大器的静态工作点VBQ、VEQ、VCQ，并计算VCEQ、ICQ。精品资料四、主要(zhǔyào)性能指标及其测试方法晶体管放大器的主要性能指标有电压放大倍数(bèishù)AV输入电阻Ri输出电阻Ro通频带BW＝fH－fL精品资料1、电压(diànyā)放大倍数AV理论(lǐlùn)计算在波形不失真的条件下，用示波器测量放大器输入电压与输出电压的值。实验测试测出Vi(有效值)或Vim(峰值)及Vip-p（峰-峰值）与Vo(有效值)或Vom(峰值)Vop-p（峰-峰值），则精品资料2、输入电阻Ri理论(lǐlùn)计算实验(shíyàn)测试串联一个已知电阻R在输出波形不失真情况下，用晶体管毫伏表或示波器，分别测量出Vi与Vs的值，则

精品资料3、输出电阻RO理论(lǐlùn)计算实验(shíyàn)测试开关S(1)在输出波形不失真情况下，用晶体管毫伏表或示波器，测量负载开路时的输出电压的值Vo；(2)接入RL后，测量负载上的电压的值VoL

ro为晶体管输出电阻。精品资料4、频率特性和通频带(píndài)放大器的频率特性包括(bāokuò)表示增益的幅度与频率的关系；表示输出信号与输入信号之间的相位差与频率的关系；相频特性():幅频特性A():精品资料4、频率特性和通频带(píndài)放大器的通频带(píndài)BW:fH为上限频率，主要受晶体管结电容及电路分布电容的限制；

BW=fH–fLfL为下限频率，主要受耦合电容CB、CC及射极旁路电容CE的影响。精品资料BW的测试方法:采用(cǎiyòng)“逐点法”测量放大器的幅频特性曲线。f(Hz)401005001k10k100k300k500kVop-p(mV)8009001000113111311131100080020lg|AV|(dB)2930313232323129注意：维持输入(shūrù)信号的幅值不变且输出波形不失真BW=fH–fL＝500k－40≈500k测试条件：Vi=10mV(Vip-p=28mV)画出放大器的幅频特性曲线，计算通频带。精品资料五.电路(diànlù)参数修改对于一个新设计的放大器，可能有些指标达不到要求，这时需要调整电路(diànlù)参数。Ri1、如何调整电压放大倍数AV？↑精品资料对于一个新设计的放大器，可能(kěnéng)有些指标达不到要求，这时需要调整电路参数。2、如何(rúhé)调整放大器的下限频率fL？希望降低放大器下限频率fL，根据电容计算式，也有三种途径，即不论何种途径，都会影响放大器的性能指标，只能根据具体指标要求，综合考虑。

精品资料3、负反馈对放大器性能(xìngnéng)有何影响？引入交流负反馈后，放大器的电压(diànyā)放大倍数将下降，其表达式为式中，F为反馈网络的传输系数；AV为无负反馈时的电压放大倍数。引入负反馈后，虽然电压放大倍数下降，但可以改善放大器的其它性能。精品资料3、负反馈对放大器性能(xìngnéng)有何影响？负反馈放大器的上限频率(pínlǜ)fHF与下限频率(pínlǜ)fLF的表达式分别为可见，引入负反馈后通频带加宽。精品资料3、负反馈对放大器性能(xìngnéng)有何影响？引入负反馈会改变(gǎibiàn)放大器的输入电阻与输出电阻：并联负反馈能降低输入阻抗；串联负反馈能提高输入阻抗；电压负反馈使输出阻抗降低；电流负反馈使输出阻抗升高。精品资料3、负反馈对放大器性能(xìngnéng)有何影响？电流(diànliú)串联负反馈放大器实验表明，RF取几十欧姆，可以明显地提高放大器的输入阻抗，降低放大器的下限频率，改善非线性失真。精品资料六、实验步骤(bùzhòu)与要求①认真阅读本课题介绍的设计方法与测试技术，写出设计预习报告