实验一 单管共射极放大电路的设计

实验一单管共射极放大电路设计

姓名：樊益明

学号：20113042

单管放大电路设计题目：

要求：输入电阻Ri<=3K,输出电阻R0>=5k,直流电源Vcc=6V,设计一个当输入频率f=20kHz,放大倍数AV=60时稳定放大电路。一：放大电路的选择

（1）共射极放大电路：具有较大的电压放大倍数和电流放大倍数，输入电阻和输出电阻比较适中，一般只要对输入电阻和输出电阻和频率响应没有特殊要求的电路均常采用此电路。共射极放大电路被广泛地应用于低频电压放大电路的输入级、中间级和输出级。

（2）共集电极放大电路：此电路的主要特点是电压跟随，即电压放大倍数接近1而小于1而且输入电阻很高，接受信号能力强。输出电阻很低，带负载能力强。此电路常被用作多级放大电路的输入级和输出级或隔离用的中间级。首先，可利用此电路作为放大器的输入级，以减小对被测电路的影响，

提高测量的精度。其次，如果放大电路输出端是一个变化的负载，为了在负载变化时保证放大电路的输出电压比较稳定，要求放大电路具有很低的输出电阻，此时可以采用射极输出器作为放大电路的输出级，以提高带负载能力。最后，共集电极放大电路可以作为中间级，以减小前后两级之间的相互影响，起隔离作用。

（3）共基极放大电路：具有很低的输入电阻，使晶体管结电容的影响不显著，所以频率响应得到很大的改善，这种接法常用于宽频带放大器中。输出电阻高可以作为恒流源。

二：确定电路

根据题目要求:应选择稳定的，输入电阻较大的电路，即采用分压式直流负反馈共射极放大电路。

三：原理分析：

(1)元器件的作用：

Q1

2N3019 C1

10u CC 10u

RB1待定RC 3k

RB2

待定

RE

待定RL

20k

RC(1)

C1(2)

CE

10u

Rb1和Rb2起分压作用，给三极管B极提供偏置电压。

Rc给三极管C极提供偏置电压。

Re为直流负反馈，消除温度对电路的影响。

RL为负载，Cb、Cc为交流耦合，Cb将交流信号耦合到三极管，Cc将信号耦合到负载。

Ce为旁路电容，三极管起放大作用。(2)静态分析：

即三极管β的确定，即Ib=bmin+Ibmax)/2得对应的Ic,所以β=Ic/Ib.由AV= -βRL'/rbe 得rbe= -BRL'/AV,又rbe=300+26/Ib,得Ib,vB=2Vbe, Ve=Vb-Vbe,Ie=(Vb-Vbe)/Re,Vce=Vcc-Ic*( Rc+Re)

动态分析：

此电路的微变等效图为:

RB1 100k RB2

100k

RBE

100k

+88.8

Amps

RC

100k

RL

100k

输入电阻Ri=Rb1//Rb2//rbe,输出电阻Ro=Rc(RL=∞),放大倍数AV=-βRL'/rbe. （3）直流负反馈原理：

基极B点电压保持不变当温度T升高c 极电流增大e极电压就降低（Ve=Ic*Re)继而 VBE降低（VBe=VB-VE)从而Ib降低导

致Ic降低达到反馈的目的。

（4）在工程设计过程中I=10Ib,VB=(3--5)VBe.在输入频率f=20kHz 时取Cb=Cc=Ce=10u.为确保Ib是微安级Ic 是毫安级

四：实验步骤：

三极管β的确定;

Rb是滑动变阻器最大阻值Rb=1000k。

Rb最大时得Ibmin=5.36uA。

当Rb减小过程中，Rb变化而Ic不变时得Ibmax=18.4k,

所以Ib=(5.36+18.4)/2=11.88uA得Ic=1.42mA.

所以β=Ic/Ib=120. 由AV= -βRL'/rbe 得rbe= -BRL'/AV=6k,又rbe=300+26/Ib, 得Ib=4.56uA.

(2)Rb2的确定

Rb2=Vcc/10Ib-Rb1得Rb2=32k,调整滑动变阻器使放大倍数达到60倍. 82%RV1

1000k R1

3k

+88.8

礎+88.8mA R1(1)Q12N1711

(3)Re的确定

由Ve=VB-Vbe,Ie=(VB-Vbe)/Re得Re=(VB-Vbe)/(1+β)Ib=0.58k.

调整Re使电路放大倍数为60倍。得RE=1.2k

所以电路图如下：

+88.8礎

+88.8mA R13k Q1

2N1711

R1(1)C1(2)C110u

C2

10u R2

20k R3

100k RB2

33k C310u

R4

1.2k A

B

C

D

五：误差分析

电路的微变等效图如下图所示。

Ri=Rbe//RB1//RB2=4.8kΩRO=(RC//RL)=2.6 kΩ

RB1 100k RB2

33k

RBE

6k

+88.8

Amps

RC

3k

RL

20k

1）输入电阻Ri误差分析。

首先：测出输入电阻Ri的值，再将测出的Ri值与计算出的Ri值4.83kΩ

进行比较，看其阻值是否在误差允许范围内（15%）相等。接如下所示电路测出Ri。令R的阻值等于计算出的Ri值4.8k Ω。用示波器分别测出电阻R两端的电压UA,UB。将波A波B调到示波器两格重合，分别读出UA=5mV,UB=2.5mV，如下图示波器所示。设流经电阻R的电流为IR。

IR= =0.52uA.

(VA-VB)*Ri真实值=VB*Ri计算值

Ri(真实值)=4.80 kΩ

Ri(计)= Rbe//RB1//RB2=4.83kΩ