晶体管放大器的课程设计范文

电子技术（模拟部分）课程设计题目___单级阻容耦合晶体管放大器设计__班级___ _机电ZB42902__ _______学号_______________________________姓名__ 李军李杰李红飞 _____指导___ 闫峻岭唐勇__ ____________时间___2010-11-24_________ _________前言为了适应现代电子技术飞速发展的需要，更好地培养21世纪.的试用型电子技术人才根据国家教委1995年初决定组织实施的《面向21世纪高等工程教育教学内容和课程体系改革的研究与实践》，项目结合我校模拟课程的改革试点，以培养学生综合工作能力及动手能力为出发点而开的一门课程——《课程设计》本人《课程设计》的题目为“单级阻容耦合晶体管放大器设计”。

此设计的内容大致包括四部分。

第一部分为设计方案的论证，内容包括电路图的设定和性能指标及参数的设计。

这部分需用到模拟电子技术基础知识和基础器件的功能外，还需选用一些参考文献的内容，培养了学生运用知识进行简单电路设计的能力。

第二部分为产品说明，内容主要对所设计电路的器件及电路所能实现的功能的简介。

第三部分主要说明原理，该原理主要包括电路工作原理和主要器件原理说明两部分，主要内容有利用计算机绘出原理图，并利用Protel软件对所设计电路画出印制板图,确定电路主要参数的正确性.第四部分内容为安装焊接以及调试与测试,该内容着重于培养综合运用所学知识正确检查出设计中较复杂问题的能力,能分析和调试不同参数时的结果.怎样看电路图以前是我们学习模拟电子技术的一大难题。

为了提高且掌握看图、识图、分析图的方法和技巧，我们特地从图书馆借阅了一组专题文章，结合实际制作项目，详细了解各类电路图的基本原理和分析方法，内容包括电源、放大、振荡、变频、调制解调、检波、测量、显示、控制等主要单元电路，并在此基础上举一反三，不断提高自己的看图、识图和分析电路图的能力。

课程设计为我们学生创造一个既动脑又动手，独立开展实验的机会，理论与实际有机的结合起来，锻炼分析解决实际问题的本领，真正实现由知识到智能的转化。

通过这种综合训练，我们可以初步掌握电路设计的基本方法，也能提高动手组织实验的基本技能，为以后进行毕业设计打下良好的基础。

此课程设计由李军同学主编,同组设计者辅编.此设计课程承蒙阎峻岭与唐勇老师指评,提出许多十分宝贵的意见,在此谨表示衷心的谢意.该设计由于时间紧促及编者水平有限,难免有错漏和不妥之处,恳请参阅人批评指正.编者: 李军李杰李红飞2010-11-24目录一、设计目的………………………………二、设计任务及要求………………………三、工作原理及基本关系式………………四、已知条件………………………………五、性能技术指标要求……………………六、电路的设计与调试……………………七、误差分析………………………………八、实验分析与研究………………………九、实验总结………………………………十、谢词……………………………………十一、参考文献……………………………中文摘要运用节点数等效电路,对单级阻容耦合晶体管共射极放大器的低频特性进行了分析,说明教材中提供的分析方法不能用于讨论放大器的低频特性。

关键词：晶体管放大器；增益；频率特性法和晶体管参数一、设计目的1、学习晶体管放大器的设计方法；2、研究静态工作点对输出波形的影响及静态工作点的调整方法；3、掌握静态工作点、电压放大倍数和输入电阻、输出电阻放大器频率特性的测试方法；4、研究信号源内阻对波形失真的影响。

二、设计任务要求和技术指标1、设计方案一技术指标：电源电压为＋12V，V i=10mV，外接负载R L=2KΩ，工作频率f L<100H Z、f H>500KHz，电路稳定性好；电压放大倍数大于30，输入电阻大于2KΩ，R o<3KΩ。

设计方案二技术指标：电压放大倍数5倍（14dB），最大输出电压5Vpp，放大器的频率特性任意，输入输出电阻设计任意2、设计要求（1）设计一个分压式电流负反馈偏置的单级共射极小信号放大器，输入和输出分别用电容与信号源及负载之间耦合，设置静态工作点，计算电路元件参数，拟定测试方案和步骤；（2）在面包板或万能板或PCB 板上安装好电路，测量并调整静态工作点。

（3）测量设计好的电路的偏置电压和电流； （4）测量所设计电路的实际电压放大倍数； （5）测量所设计电路的实际输入、输出电阻；（6）给所设计的电路加上频率为20kHz ，大小合适的正弦波，调节偏置电阻，用示波器预测输出波形在无失真、饱和失真和截止失真三种情形下，记录相应的偏置电阻大小、I CQ 和波形，并绘制表格； （7）用EWB 对电路进行仿真，打印仿真结果； （8）撰写设计报告。

3、设计扩展要求（1）要求电路输出带负载能力强，能带1k Ω和50Ω负载； （2）电路具有温度补偿措施。

三、（一）工作原理：晶体管放大器中广泛应用图1所示电路，称之为阻容耦合共射极放大器。

它采用的是分压式电流负反馈偏置电路，放大器的静态工作点Q 主要由C E B B R R R R ,,,21及电源电压+CC V 所决定，该电路利用电阻21,B B R R 的分压固定基极电位BQ V .如果满足条件BQ I I >>1,当温度升高时,↓↓↓↑↑CQ BQ BE EQ CQ I I V V I ————结果抑制了CQ I的变化，从而获得稳定的静态工作点。

图1单级阻容耦合晶体管放大器设计（二）基本关系式：只有当BQ I I >>1时，才能保证BQ V 恒定。

这是工作点恒定的必要条件，一般取（锗管）（硅管）BQ BQ I I I I )2010()105({11-=-= 负反馈愈强，电路的稳定性愈好。

所以要求,BE BQ V V >>即(),105BE BQ V V -=一般取{()5~3(3~1硅管）（锗管））（V V V V B Q B Q == 电路的静态工作点由下列关系式确定：E R ≈CQBEBQ I V V -=CQEQ I V对于小信号放大器，一般取CQ I =0.5mA ～2mA ,EQ V =(0.2～0.5)CC V2B R =1I V BQ =βCQBQ I ～V )105(21B BQBQCC B R V V V R -≈CEQ V ≈）（E C CQ CC R R I V +- 电压放大倍数beLir R A ’。

０ＶＶＶ＝β=∙式中，‘L R =C R ∥L R ；be r 为晶体管输入电阻，即mAI mA I mVr r mA CQ mV mA EQ b be ∙Ω≈∙++=}{26300}{26)1(ββ＋输入电阻be i r R =∥1B R ∥be B r R ≈2放大器的输入电阻反映了放大器本身消耗输入信号源功率的大小。

若i R S R 〉〉（信号源内阻），则放大器从信号源获取较大电压；若〈i R s R 〈，则放大器从信号源吸取较大电流；若s i R R =，则放大器从信号源获取最大功率。

用“串联电阻法”测量放大器的输入电阻i R ，即在信号源输出与放大器输入端之间，串联一个已知电阻R （一般以选择R 的值接近i R 的值为宜），如图1所示。

在输出波形不失真的情况下，用晶体管毫伏表或示波器，分别测量出。

S V 与i V 。

的值，则i R =R V V V iS i- 式中。

S V 为信号源的输出电压值。

● 输出电阻o o r R =∥c R c R ≈式中，o r 为晶体管的输出电阻。

要严格计算电容B C 、C C 及E C 同时存在时对放大器低频特性的影响，较为复杂。

在工程设计中，为了简化计算，通常以每个电容单独存在时的转折频率为基本频率，再降低若干倍作为下限频率。

如果放大器的下限频率L f 已知，则可按下列表达式估算：)(21)10~3(be S L B r R f C +≥π )(21)10~3(L L R Rc f Cc +≥π )1//(21)3~1(βπ++≥be S E L E rR R f C通常取B C =C C 。

五、已知条件：+Vcc=12V ，L R =2k ，晶体管3DG100，=i V （有效值），Ω=50S R 。

六、性能指标要求主要技术指标：,500~100,3,2,30HZ BW K R K R A O i V =<>≥电路工作稳定性好。

实验仪器：COS5020示波器1台，EE1641B 信号源一台，DF1731SD 直流电源一台，万用表一只。

4．电路工作原理图2所示电路为一典型的工作点稳定阻容耦合放大器。

RP 、1B R 、2B R 、E R 组成电流负反馈偏置电路，C R 为晶体管直流负载，C R 与LR 构成交流负载.`L R B C 、C C 用来隔直和交流耦合。

图2 晶体管放大器七、电路的设计与调试：（1） 电路设计根据3DG100的输出特性曲线，测得β=60。

要求≈i R mAI mA I mVr r mA CQ mV mA EQ b be ∙Ω≈∙++=}{26300}{26)1(ββ＋＞2K ∴mA I CQ 92.0300200026=-〈β取CQ I = 0.8mA则 BQ I =CQ I ／β=13μA I 1=（5-10）BQ I =104μA 若取V V V CC EQ 4.22.0== 则 Ω=÷=K I V R CQ EQ E 32B R =Ω=+=k I V V I V BE EQ BQ 45//11）（Ω=-=k I V V R BQ CC B 135/11）（要求：,30≥V A 根据电压放大倍数beL ir R A ’。

０ＶＶＶ＝β=∙求得：Ω=K R L 13.1'1，Ω=K R C 6.2=+≥=)(210L C L C B R R f C C π 6.9μF 取8μF=++≥)1//(21βπbeS E E r R R C 5.08μF 取6μF（2） 电路的装调按照设计参数安装电路，接通电路，调整电路，用万用表测得静态工作点：BQ V EQ V CEQ V BEQ V CQ I4.7V 2.2V 6.6V 0.69V 0.8mA 主要技术指标与测量 （1）测量电压增益V A在放大器输入端加上f=400HZ,mV p p V i 28=-正弦波，在输出波形不失真时，测得i v 和0v 的波形如图3所示图3 输入输出波形由图可知：P O P V V A -=/P iP V -=7.72V/234mV=33（3） 测量通频带BW测量方法参见书第十章第一节，将测量结果画在半对数坐标纸上，并连接成曲线，如图4所示。