《电子线路综合设计I》晶体管放大器设计三

《电子线路综合设计I》晶体管放大器设计
一、目的
1、掌握普通单级放大器的结构及分析方法，了解共射放大器、共集放大器和共基放大器的特点；
2、掌握各类晶体管放大电路的设计 Multisim 软件仿真。

3、引导学生制作一个普通放大器，通过亲自动手制作，以达到理解放大器的目的。

二、内容
项目教学表
任务1 电路仿真
1、分析电路
(1)放大管为Q1 ，电容为C1,C2,C3(填写元器件序号)，其上偏电阻为R1 ，下偏电阻为R3，输入耦合、输出耦合电容为C1,C2，集电极电阻为R2，发射极电阻R4具有直流负反馈作用，C3为旁路电容，其作用是滤除交流信号干扰。

(2)分析工作点的稳定过程。

静态工作点的稳定过程：
通过分压电阻R1，R3分压，使得U BQ稳定，从而使I EQ恒定，静态工作点也因此稳定下来，使三极管的工作状态确定（截止、放大、饱和）。

2、三极管参数
利用网络资源或三极管手册査阅三极管的主要参数,并填入表1中。

工具书可选用《新编国内外三极管速查手册》；网络资源可选用其他网站。

表1三极管参数
3、电路仿真(使用Multisim件或其他仿真软件)
(1) 画Multisim 理图，并将原理图粘贴在以下位置(注：电路绘制完毕，应通电试运行，看电路连接是否正确,若有故障，则应排除故障)。

(2) 测试电路
用软件中的虚拟电压表和电流表测试电路的静态工作点，填写表2。

将接入虚拟电压表和电流表之后的电路粘贴在以下位置。

(3) 波形观测
用软件中的虚拟信号源从放大器的输入端输入一个正弦波信号(幅度为5~50mV，频率为1~10kHz)，用虚拟双踪示波器同时观测输入波形和输岀波形，并绘出波形图(在波形中标出幅度)，比较输入波形和输出波形的相位,填写表3。

表3波形观测
任务2 电路设计与制作
1、电路设计
单管分压式稳定共射极放大电路设计，放大电路如图所示，在Multisim 软件中找出相应元件，连接电路。

输入信号u i=5mv，f=10kHz，输出信号u o=50mv，用分压式稳定单管共射极放大路进行设计。

R L=10k，晶体管选用 2SC1815。

（1）设计合适的电阻参数使得放大电路能处于放大工作区，观察当前的增益，并找出偏置电阻与增益之间的关系。

由已知β=110 静态工作点：
R 1, R 2需满足使得U BE ≥三极管导通压降=0.25V 即可，考虑该三极管特性，我们取：
R 1=5 ΚΩ, R 2=1ΚΩ. 则：
R2R1+R2
×VCC =0.83V ≥0.25V
由静态工作点： r be =r be ′
+(1+β)×26mV I EQ
=300+
26mV I BQ
=1.5 ΚΩ,
若R C 取2 ΚΩ， 则：R C //R L =5/3ΚΩ 由放大倍数定义：A u =
U 0U I
=−β×
R L //R C r be +（1+β）R F
=10
将各值代入A U =10得： R F ≈151Ω
（2）改变 R L的值，看看输出波形的变化趋势。

RL=5kΩ
RL=20kΩ
总结：RL越大，输出波形的幅值越大。

（3）改变输入正弦波幅值，观察在什么情况下输出波形失真？幅值为1mv
幅值为10mv
幅值为15mv，开始失真。

幅值为40mv，失真严重。

总结：幅值15mV开始失真，大于15mV开始失真越加严重。

（4）更换晶体管型号，如 2N2222A、2N5551 等，再进行（3）实验，结果是否相同，为什么？
我们选择选择晶体管型号2N2222A进行试验（3）。

幅值为1mv
幅值为10mv
幅值为15mv
幅值为40mv
幅值为80mv
幅值为160mv,开始失真。

幅值为320mv，失真严重。

总结：结果不一样，三极管2N2222A比2SC1815失真提前，原因是：各类型三极管管压降有差异。

表2电路静态工作点。