晶體管共射放大電路設(shè)計(jì)

1、實(shí)驗(yàn)報告課程名稱： 電子電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 指導(dǎo)老師：李錫華 葉險峰 施紅軍 成績：_實(shí)驗(yàn)名稱：晶體管共射放大電路設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)類型： 實(shí)驗(yàn)報告 同組學(xué)生姓名： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理（必填）三、主要儀器設(shè)備（必填）四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）七、討論、心得一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笱b 訂 線實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)單管放大電路的設(shè)計(jì)方法，掌握晶體管放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置、測量與調(diào)整方法，了解放大器的非線性失真，掌握放大器電壓增益、輸入電阻、輸出電阻、幅頻響應(yīng)等基本性能指標(biāo)的測量方法，理解負(fù)反饋對放大電路性能的影響。實(shí)驗(yàn)要求：設(shè)計(jì)一阻容耦合單極放大電路已

2、知條件：Vcc=+10V，RL=5.1K，Vi=10mV，Rs=600性能指標(biāo)要求：fL<30Hz，對頻率為1kHz的正弦信號|Av|>15V/V，Ri>7.5K二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理詳見設(shè)計(jì)報告。 三、仿真結(jié)果與分析1.輸入電路圖晶體管共射放大測試電路如圖1所示。在Orcad軟件中輸入該電路圖，設(shè)置合適的分析方法及參數(shù)，用PSpice軟件仿真分析晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)。圖12.直流掃描分析（1）參數(shù)設(shè)置：掃描變量為電壓源，掃描變量為Vcc，掃描類型為線性掃描，初始值為0V，終值為12V，增量為0.1V。（2）分析結(jié)果查看：圖2為IC(Q1)與V(Q1:c)V(Q1:e)的波形曲線

3、。 可知當(dāng)Vcc=10V時，ICQ=0.863mA，VCEQ=4.45V。圖23.交流掃描分析（1）參數(shù)設(shè)置：交流掃描，掃描對象為頻率，從1Hz掃描到100MHz，每十倍頻間隔計(jì)算50個點(diǎn)。（2）分析結(jié)果查看：圖3為中頻段電壓放大倍數(shù)幅值為15.268，圖4可得相位差為179.872，即輸入與輸出同相，所以中頻段電壓放大倍數(shù)為15.268。圖3圖4圖5顯示電壓放大倍數(shù)的對數(shù)幅頻特性曲線，1kHz對應(yīng)的電壓放大倍數(shù)幅值為24.090dB，將光標(biāo)移動至17.032dB，讀出上下限截止頻率為12Hz、69MHz。圖54.瞬態(tài)分析（1）參數(shù)設(shè)置：當(dāng)RL=5.1K時，分析輸入、輸出電壓波形。（2）分析結(jié)

4、果查看：由圖6可知Vout=324mV，Vin=20mV，Vout/Vin=16.2，大于標(biāo)準(zhǔn)放大幅值15.268。圖6（3）將正弦輸入信號設(shè)置為200mV，查看輸出電壓波形，由圖7可知輸出電壓先出現(xiàn)截止失真。圖7四實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1.靜態(tài)工作點(diǎn)的測量與調(diào)整（1）安裝、調(diào)試電路，不加輸入信號。（2）通過電阻Rc及其兩端的壓降VRC間接測量IC。（3）測量放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。（4）測量結(jié)果如下：VRC=3.12V，IC=3.12V/3.6k=0.86mA，VC=6.8V，VE=2.42V，VB=3.03V。2.電壓增益測量不接負(fù)載電阻：（1）保持靜態(tài)點(diǎn)不變，調(diào)節(jié)信號源，使輸出1kHz正弦波，加至

5、放大電路輸入端，使輸入電壓Vi幅值大約為20mV。輸入、輸出波形用雙蹤顯示觀察。當(dāng)輸出波形無失真時，分別讀出Vi、Vo的峰峰值，記錄數(shù)據(jù)。計(jì)算電壓增益Avo。（2）逐步增大輸入信號幅度，同時用示波器觀察輸出波形，測出最大不失真輸出電壓峰峰值，記錄數(shù)據(jù)。（3）測量結(jié)果如下：Vi=47.2mV，Vo=1.2V，Avo=25.42，最大不失真輸出電壓峰峰值為5.72V。接入負(fù)載電阻：（4）接入負(fù)載RL，重做步驟（1），記錄數(shù)據(jù)。計(jì)算電壓增益Av，分析負(fù)載對電壓增益的影響。（5）測量結(jié)果如下：Vi=46mV，Vo=0.696V，Av=15.13，最大不失真電壓峰峰值為1.81V。放大電路帶負(fù)載RL后，

6、在輸入信號Vi不變的情況下，輸出電壓Vo的幅值變小，即電壓放大倍數(shù)數(shù)值變小，最大不失真輸出電壓也產(chǎn)生變化。（6）再次增大輸入信號幅度，使輸出波形出現(xiàn)失真，記下此時輸出波形草圖。圖8即為波形草圖，可知為截止失真。圖83.輸入、輸出電阻測量輸入電阻測量：（1）在信號源與被測放大器之間串入10k的已知電阻R，在放大器波形不失真的情況下，測出Vs與Vi，放大器的輸入電阻即為Ri=ViVs-Vi×R。（2）測量結(jié)果如下：Vs=118mV，Vi=58mV，根據(jù)公式可得Ri=9.67k。輸出電阻測量：（1）輸出波形不失真情況下，分別測出輸出端空載時的輸出電壓Vo和接入負(fù)載RL后的輸出電壓Vo，放大

7、器的輸出電阻為Ro=（VoVo'-1）×RL。（2）測量結(jié)果如下：Vo=1.2V，Vo=0.696V，根據(jù)公式可得Ro=3.69k。4.上限截止頻率fH、下限截止頻率fL的測量（1）輸入1kHz正弦信號，改變輸入信號幅度，使輸出電壓峰峰值為1VOP-Pmax左右。測出此時輸出電壓峰峰值VOP-P為0.732V。（2）保持放大器輸入電壓Vi幅度不變，改變信號源輸出頻率（增加或縮小），當(dāng)輸出電壓值達(dá)到0.707VOP-P值時，停止信號源頻率的改變，此時信號源所對應(yīng)的輸出頻率即為fH或FL。（3）測量結(jié)果如下：fH=400kHz，fL=9Hz。五、討論與心得根據(jù)最終測量的結(jié)果，fL=9Hz<30Hz，|Av|=15.13V/V>15V/V，Ri=9.67k>7.5k，均滿足性能指標(biāo)要求。本次實(shí)驗(yàn)共經(jīng)歷了一個冬學(xué)期的漫長過程，在此期間真的學(xué)到了許多東西，從一開始的設(shè)計(jì)報告各項(xiàng)元器件數(shù)值的確定，將學(xué)到的理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際的原件，EDA軟件的學(xué)習(xí)與掌握，再到中期的焊電