共射放大電路的設(shè)計(jì)

1、第三章設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)共射極放大器的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)會(huì)根據(jù)一定的技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)單級(jí)阻容耦合共射極放大器。 2學(xué)會(huì)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行電路仿真及驗(yàn)證。3練習(xí)安裝技術(shù)，學(xué)會(huì)檢查、調(diào)整、測(cè)量電路的工作狀態(tài)。4掌握測(cè)量放大器的電壓放大倍數(shù)、頻率響應(yīng)曲線(xiàn)和動(dòng)態(tài)范圍的方法。5 定性了解工作點(diǎn)對(duì)輸出波形的影響。二預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)有關(guān)共射極放大器的理論知識(shí)，了解共射極放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇原則及放 大器主要指標(biāo)的定義及測(cè)量方法。2根據(jù)給出的技術(shù)指標(biāo)計(jì)算出放大器電路各元件數(shù)值，制定出實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)儀 器設(shè)備，并在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行電路仿真，找出元件最佳值。共射極放大器的設(shè)計(jì)方法共射極放大器的設(shè)計(jì)，是指根據(jù)技術(shù)指標(biāo)要求，確定電

2、路方案、選擇晶體管和直流電源 電壓，確定靜態(tài)工作點(diǎn)和電路元件的數(shù)值。對(duì)于信號(hào)幅度較大的放大器，除了應(yīng)有適當(dāng)?shù)碾?壓放大倍數(shù)外，還應(yīng)有足夠的動(dòng)態(tài)范圍（指放大器最大不失真輸出信號(hào)的峰峰值）。這時(shí)對(duì) 工作點(diǎn)的選擇必須考慮外接負(fù)載的影響，只有恰當(dāng)?shù)倪x擇Ec、Rc和靜態(tài)工作點(diǎn) Q,才能達(dá)到所需的動(dòng)態(tài)范圍。設(shè)計(jì)一個(gè)共射極放大器，通常是給出所要達(dá)到的放大倍數(shù)Au、負(fù)載電阻Rl的值、輸出電壓幅度Uom （或動(dòng)態(tài)范圍Uop-P）和某一溫度范圍內(nèi)的工作條件。然后根據(jù)這些指標(biāo)進(jìn)行電 路的設(shè)計(jì)和參數(shù)的計(jì)算。1動(dòng)態(tài)范圍與電路參數(shù)的關(guān)系對(duì)于圖 1 的放大器，當(dāng)輸出信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍有一定的要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)給定的負(fù)載電阻Rl的值

3、和動(dòng)態(tài)范圍Uop-p以及發(fā)射極電壓Ueq來(lái)選擇電源電壓Ec、確定直流負(fù)載Rc和靜態(tài)工作點(diǎn)Q。- +EcRcC2C11* 1IbqrRb2Rb1Ib13DG6RluoReCe圖1共射極放大器電路圖具體步驟如下：(1) 選擇電源電壓Ec通常穩(wěn)定條件為：Ub = ( 5 10)Ube( 1)Ib1 = ( 5 10)Ibq(2)Ec > 1.5 ( Uop-p +Uces) + Ueq( 3)Uces為晶體管的反向飽和壓降，一般小于1V，計(jì)算時(shí)取1V , Ueq Ub。(2) 確定直流負(fù)載RcRcEcU CES2 Rl(4)(5)(7)om其中，E c = Ec Ueq(3) 確定靜態(tài)工作點(diǎn)

4、QICQ = I BQUceq Ec IcqRc U B另外根據(jù)圖2所示放大器的電壓最大輸出范圍可得:UCEQ = U om+ U CES17SECURCCQicA NUCES放大器的電壓最大輸出范圍(4)偏置電路元件計(jì)算公式EcUbUb UbI bl I B I blU E U B U beI EQI CQ(9)(10)(11)單級(jí)放大器的設(shè)計(jì)方法舉例：設(shè)計(jì)一個(gè)放大器，它的主要技術(shù)指標(biāo)為: 電壓放大倍數(shù)Au >80 輸出電壓峰峰值 Uop-p = 6V 負(fù)載電阻Rl = 3 6 K 信號(hào)源內(nèi)阻Rs = 600 帶寬 f = 100Hz 100kHz 有較好的溫度穩(wěn)定性設(shè)計(jì)步驟：1 .確

5、定電路方案，選擇晶體管要求有較好的溫度穩(wěn)定性，放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)必須比較穩(wěn)定，為此采用具有電流負(fù)反饋的共射極放大器，如圖1所示。因放大器的上限頻率要求較高，故選用高頻小功率管 3DG6， 其特性參數(shù)為：Icm = 20mA ， BU ceo 20V， fT 150MHz，= 60。由于 Uceo EC， I cm Ic一倍以上，因此可以滿(mǎn)足要求。2 選擇電源電壓Ec根據(jù)（3）式，Ueq Ub = （510） Ubeq = 3 57 V ,對(duì)于硅管， Ueq = 35V，現(xiàn)取Ueq = 4V，飽和壓降 Uces 般取1V，于是Ec為:Ec 1 5 (Uop-p+ Uces) + Ue=1.5 (

6、 6 + 1 ) + 4 = 14.5 V取 Ec = 15V3 .計(jì)算Rc直流負(fù)載電阻 Rc與放大倍數(shù)、動(dòng)態(tài)范圍等都有關(guān)系。在本例中，要求有較大的動(dòng)態(tài)范 圍，故應(yīng)用下式計(jì)算 Rc的值：RcEcU CES2 Rlom其中 E c=Ec Ueq=15-4=11Rc23.6 1033=4.8103 =4.8k4 .確定靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)的電流Icq和電壓Uceq分別為:CQ(EcUces) U °mRc11 134.831.46 10 AU CEQ = U om+U CES = 3+1 = 4V5.校核放大器倍數(shù):其中 R L = Rl / RcAuRlrberbb(126(mV)I

7、eq (mA)RlAu所以Au值達(dá)到指標(biāo)要求。300(160)1.4613861.4kRcRl(RcRl)4.8 103 3.6 103(4.8 3.6) 1032.1 103Rlrbe360 2.1 1031.4 10866 .計(jì)算偏置電路元件Rb1、Rb2與Re等。從（2）、（ 5）式可得：Ibq = Icq / , Ib1 = 8 I bq因要求Q點(diǎn)較穩(wěn)定，故Ib1取大點(diǎn)，于是：1 b1 81 BQCQ8 1.46 10 3600.195 10 3A 0.195mAEc Ubb1Rb2Re15 4 0.70.195 1052.8 10352.8kU BQbl4 0.70.195 1024

8、.1 10324.1kEQEQ1.46 102.74 1032.74k其中：Ubq = Ueq + Ubeq = 4+0.7 = 4.7V ; 實(shí)驗(yàn)時(shí)，Rb1可用4.7k 電阻與100 k 電位器 串聯(lián)來(lái)代替， Rb2 取 24 k , Re 取 2.7 k , Rc 取 4.7 k , Rl 為 3.6 k 。6 .選擇電容C1、C2和Ce單級(jí)放大器的低頻響應(yīng)是由C1、C2和Ce決定的，如果放大器的下限頻率fL已知，可按C1下列公式估算 C1、C2和Ce：rbe )(3 10)2 3.14 100 (600 1386)6(3 10) 0.8 10 F(3 10)2 f(RcRl)(3 10)

9、2 3.14 100 (48003600)(3 10) 0.19 10 6FCe"3)2f(Rsrbe)(13)1 602 3.14 100 (6001386)(13)4.89 10 5 F取Ci = C2 = 10 uF , Ce = 100uF的電解電容，就可滿(mǎn)足要求。四.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法設(shè)計(jì)一個(gè)單級(jí)放大器。其技術(shù)指標(biāo)如下： 電壓放大倍數(shù) Au > 60 輸出電壓峰峰值Uop-p = 4V 負(fù)載電阻Rl = 3K 信號(hào)源內(nèi)阻Rs = 600 帶寬 f = 20Hz 200kHz 有較好的溫度穩(wěn)定性。步驟如下：（1）根據(jù)技術(shù)要求選好放大器電路后，計(jì)算放大器各元件的參數(shù)值。（2）將設(shè)計(jì)好的電路先在計(jì)算機(jī)上仿真，適當(dāng)改變?cè)膮?shù)，