单管放大器的设计与制作剖析
单管放大器分析与设计1
频率响应的近似分析方法
节点近似法：每一个节点给传输函数贡献一个极 点，决定该极点的时间常数为该节点对地的总电 容量与该节点对地的总电阻量的乘积
主要应用于各节点的阻抗不会对其它节点阻抗的 计算产生影响的电路中
Vout (s) A1 • A2 • 1
Vin
1 RSCins 1 R1CN s 1 R2CPs
vo (s) K
vi
1 s / p1
输入信号为阶跃信号
vi
(s)
va s
输出信号
阶跃信号输入
vo
(s)
Kva
(1 s
s
1
p1
)
tr
t2 t1
1 ln 9 p1
0.35 f3dB
vo (t) Kva (1 e p1t )
复数极点系统：无限冲击响应
sp p jp
Ket sin(pt )
单管放大器分析与设计（一）
提要
电阻做负载的共源放大器
大信号特性 低频小信号特性
频率响应分析
波特图 频率响应与时间响应的关系 Miller定理
频率响应的近似分析方法*
共源放大器的频率响应
✓电阻作负载的共源放大器 大信号特性 小信号特性
✓大信号分析与小信号分析的区别 ✓模型的选择
电阻作负载的共源放大器
电阻作负载的共源放大器：大信号分析
Vi Vt Vo
Vo
1
kn
(W
VDD / L)RD
(Vi
Vt
)
Vi Vt Vo VDD
av
Vo Vi
RDkn (W
/ L)(Vi
Vt ) gmRD
Vi
Vt ,Vo
单管放大器实验报告实验总结
竭诚为您提供优质文档/双击可除单管放大器实验报告实验总结篇一：单管放大电路实验报告单管放大电路一、实验目的1.掌握放大电路直流工作点的调整与测量方法；2．掌握放大电路主要性能指标的测量方法；3．了解直流工作点对放大电路动态特性的影响；4．掌握射极负反馈电阻对放大电路特性的影响；5．了解射极跟随器的基本特性。
二、实验电路实验电路如图2.1所示。
图中可变电阻Rw是为调节晶体管静态工作点而设置的。
三、实验原理1.静态工作点的估算将基极偏置电路Vcc，Rb1和Rb2用戴维南定理等效成电压源。
开路电压Vbb?Rb2Vcc，内阻Rb1?Rb2Rb?Rb1//Rb2则IbQ?Vbb?VbeQRb?(??1)(Re1?Re2)，IcQ??IbQVceQ?Vcc?(Rc?Re1?Re2)IcQ可见，静态工作点与电路元件参数及晶体管β均有关。
在实际工作中，一般是通过改变上偏置电阻Rb1（调节电位器Rw）来调节静态工作点的。
Rw调大，工作点降低（IcQ 减小），Rw调小，工作点升高（IcQ增加）。
一般为方便起见，通过间接方法测量IcQ，先测Ve，IcQ?IeQ?Ve/(Re1?Re2)。
2.放大电路的电压增益与输入、输出电阻?u???(Rc//RL)Ri?Rb1//Rb2//rbeRo?Rcrbe式中晶体管的输入电阻rbe＝rbb′＋（β＋1）VT/IeQ ≈rbb′＋（β＋1）×26/IcQ（室温）。
3.放大电路电压增益的幅频特性放大电路一般含有电抗元件，使得电路对不同频率的信号具有不同的放大能力，即电压增益是频率的函数。
电压增益的大小与频率的函数关系即是幅频特性。
一般用逐点法进行测量。
测量时要保持输入信号幅度不变，改变信号的频率，逐点测量不同频率点的电压增益，以各点数据描绘出特性曲线。
由曲线确定出放大电路的上、下限截止频率fh、fL和频带宽度bw＝fh－fL。
需要注意，测量放大电路的动态指标必须在输出波形不失真的条件下进行，因此输入信号不能太大，一般应使用示波器监视输出电压波形。
单管放大器实验报告实验总结
单管放大器实验报告实验总结竭诚为您提供优质文档/双击可除单管放大器实验报告实验总结篇一：单管放大电路实验报告单管放大电路一、实验目的1.掌握放大电路直流工作点的调整与测量方法；2．掌握放大电路主要性能指标的测量方法；3．了解直流工作点对放大电路动态特性的影响；4．掌握射极负反馈电阻对放大电路特性的影响；5．了解射极跟随器的基本特性。
二、实验电路实验电路如图2.1所示。
图中可变电阻Rw是为调节晶体管静态工作点而设置的。
三、实验原理1.静态工作点的估算将基极偏置电路Vcc，Rb1和Rb2用戴维南定理等效成电压源。
开路电压Vbb?Rb2Vcc，内阻Rb1?Rb2Rb?Rb1//Rb2则IbQ?Vbb?VbeQRb?(??1)(Re1?Re2)，IcQ??IbQVceQ?Vcc?(Rc?Re1?Re2)IcQ可见，静态工作点与电路元件参数及晶体管β均有关。
在实际工作中，一般是通过改变上偏置电阻Rb1（调节电位器Rw）来调节静态工作点的。
Rw调大，工作点降低（IcQ 减小），Rw调小，工作点升高（IcQ增加）。
一般为方便起见，通过间接方法测量IcQ，先测Ve，IcQ?IeQ?Ve/(Re1?Re2)。
2.放大电路的电压增益与输入、输出电阻u?(Rc//RL)Ri?Rb1//Rb2//rbeRo?Rcrbe式中晶体管的输入电阻rbe＝rbb′＋（β＋1）VT/IeQ ≈rbb′＋（β＋1）×26/IcQ（室温）。
3.放大电路电压增益的幅频特性放大电路一般含有电抗元件，使得电路对不同频率的信号具有不同的放大能力，即电压增益是频率的函数。
电压增益的大小与频率的函数关系即是幅频特性。
一般用逐点法进行测量。
测量时要保持输入信号幅度不变，改变信号的频率，逐点测量不同频率点的电压增益，以各点数据描绘出特性曲线。
由曲线确定出放大电路的上、下限截止频率fh、fL和频带宽度bw＝fh－fL。
需要注意，测量放大电路的动态指标必须在输出波形不失真的条件下进行，因此输入信号不能太大，一般应使用示波器监视输出电压波形。
实验三_晶体管共射级单管放大器实验报告
晶体管共射级单管放大器实验报告实验三姓名：学号：一、题目：晶体管共射级单管放大器二、实验原理: 下图为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。
晶体管共射电路是电压反向放大器。
当在放大器的输入端加入输入信号U后，在放大器的输i出端便可得到一个与U相位相反，幅值被放大了的输i出信号U，从而实现了电压放大。
o实验电路图实验过程三、．1.放大器静态工作点的测量与测试①静态工作点的测量置输入信号U=0，将放大器的输入端与地端短接，然后选i用量程合适的万用表分别测量晶体管的各电极对地的电位U、U和U通过 I=（U-U）/R 由U确定I。
②静态工作点的调试在放大器的输入端加入一定的输入电压U检查输出电压，i U的大小和波形。
若工作点偏高，则放大器在加入交流信o号后易产生饱和失真，若工作点偏低则易产生截止失真。
2.测量最大不失真输出电压将静态工作点调在交流负载的中点。
在放大器正常工作的情况下，逐步加大输入信号的幅度，并同时调节R，w用示波器观察U当输出波形同时出现削底和缩顶现象，o时，说明静态工作点已调在交流负载线的中点。
然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真时，用示波器直接读出U。
opp3.测量电压放大倍数调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压U i，在输出电压U不失真的情况下，测出U和U的有效值，ooi A=U/U iou4.输入电阻R的测量i，R在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻U。
和在放大器正常工作的情况下，用毫伏表测出U is R根据输入电阻的定义可求出i。
R的测量5.输出电阻o测出输出端不接负载的输出电在放大器正常工作条件下，。
压U和接入负载的输出电压U Lo计算出Ro。
U U=R /(R+R L) LL OO 在测试中保证负载接入前后输入信号的大小不变。
四、实验数据 1.调试静态工作点计算值测量值I(mA)U(V)U(V)R(K)U(V)U(V)U(V)测量电压放大倍数2.∞∞ 2.3.静态工作点对电压放大倍数的影响I(mA)U(V)A4.观察静态工作点对输出波形失真的影响管子工失真I（mA）U(V)U波形作状态情况截止失不失放大区真和饱饱和区失真5.测量最大不失真输出电压U(V)U(mV)U(V)I(mA)6.测量输入电阻和输出电阻R(K)R(K)测测计U U UU计算量算量值值值五、实验分析1.输入电压通过晶体管共射级单管放大器放大后的输出电压和输入电压是相位相反，幅值被放大的。
单管放大器分析与设计2
Cgg 2 300 2GHz 265 fF
晶体管的特征频率：
fT
1
2
gm Cgg
1
2
12.5mS 265 fF
7.5GHz
手工计算（4）
由fT~gm/ID曲线得到跨导效率：
手工计算（5）
由ID/W～gm/ID得到晶体管宽度
手工计算（6）
由gm/ID~Vov曲线得到输入端的偏置电压
低输入阻抗：匹配电路应用 高输出阻抗
Ri
gm
1 gmb
可做电流源
Ro RD
小信号分析：考虑ro（RD较大时）
RDI X ro[I X (gm gmb)VX ] VX
Ri
VX IX
RD ro
1 (gm gmb )ro
RD
3dB
1 RLCL
输出噪声：
v2 o,tot
kT CL
(1 gmRL )
动态范围DR
输出摆幅：SW＝2×Min(IDRL, VDD－IDRL－Vov)
设计例子一
手工计算（1）
沟道长度的选择：即使对最小的沟道长度，本 征增益也远大于要求的增益（av=-2），为减 小芯片面积，L取最小沟道长度0.35um
手工计算（2）
确定gm和RL
确定跨导效率
手工计算（3）
在gm一定的情况下，ID越大，W越小，因 此要用允许的最大电流
确定晶体管沟道宽度
手工计算（4）
手工计算（5）
确定VB
Vov 0.28V
VB Vov Vt 0.85V
验证假设（VDS=1.5V)
Hspice仿真验证
进行过微调
使用Hspice进行验证
对比Hspice输出数据与手工数据，很容易调整电路参数， 进行下一次迭代
实验三 单管低频放大器的设计与测试
VB＝ ，IE＝VE/ RE；
当选定IR和VB后，即可计算出：RB1＝（VCC－VB）/IR；RB2＝VB/IR；RE＝VE/IEQ≈VE/ICQ。 NhomakorabeaVCEQ＝
VCQ－VEQ
ICQ＝VEQ/RE
工作点
是否适合
RB1的变化
理论计算值
开始测量值
调试结束测量值
3．测量放大器电压放大倍数
在低频信号发生器输入端开路的情况下，调出1kHz、10mv（有效值）的正弦波信号，然后去掉放大器输入端的对地短路线，接入低频信号发生输出端，用示波器观察放大器输出波形，在波形不失真的情况下，用交流毫伏表测量输出电压V0（有效值），或用示波器观察、测量放大器的输入，输出电压峰峰值Vi（Vp-p）、V0（Vp-p），求出AV＝V0/Vi，并按照图3－1及电路参数计算出Av＝－ （RC//RL）/rbe的理论值，并记录如表3—2：
5.输入电阻的测量
如图3—3所示，为了测量放大器的输入电阻Ri，可在放大器的输入端与信号源之间串入一个电阻R，在放
+RK
Ro+Vo（VL）
Vs
Vi放大器RL
Vo
— －—
图3－3放大器输入、输出电阻测量电路
大器正常工作条件下，保持低频信号发生器的输出不变，用交流毫伏表测量信号源电压VS和放大器输入电压Vi，则根据输入电阻Ri的定义可得：
2.测量放大器静态工作点
根据电路图及电路参数计算静态工作点理论值，然后接通电源并将电路输入端对地短路，用万用表直流电压档测量静态工作点实际值，判断工作点设置是否合适，适当调节RB1的大小，使得静态工作点实测值接近或达到理论计算值，最后将数据记录如表3—1：
单管放大器实验报告
单管放大器实验报告单管放大器实验报告引言：单管放大器是电子工程中常用的一种电路，它能够将输入信号放大到较大的幅度，以满足各种应用需求。
本实验旨在通过搭建单管放大器电路并对其性能进行测试，来进一步了解单管放大器的工作原理和特性。
一、实验器材和原理1. 实验器材：本实验所使用的器材包括：电源、电阻、电容、信号发生器、示波器、电压表、电流表、万用表等。
2. 实验原理：单管放大器是由一个晶体管和其他辅助元件组成的电路。
晶体管是一种半导体器件，具有放大电流的特性。
当输入信号通过输入电容进入晶体管的基极时，晶体管会将输入信号放大，并通过输出电容输出到负载电阻上。
晶体管的放大倍数由其特性参数决定，如集电极电流增益β、输出阻抗等。
二、实验步骤1. 搭建电路：按照实验要求，搭建单管放大器电路。
首先将晶体管连接到电源，然后通过电阻和电容将输入信号引入晶体管的基极，最后将输出信号从晶体管的集电极引出。
2. 测试电路参数：使用万用表和示波器等仪器，对搭建好的电路进行测试。
首先测量电路中各个电阻和电容的阻值和电容值，确保电路连接正确。
然后使用信号发生器输入一个特定频率和幅度的信号，通过示波器观察输出信号的波形和幅度。
3. 测试放大倍数：将信号发生器的输出幅度逐渐调大，通过示波器测量输入信号和输出信号的幅度，计算出放大倍数。
同时，可以观察输出信号的波形是否失真，以评估放大器的线性度。
4. 测试频率响应：保持输入信号的幅度不变，改变信号发生器的频率，通过示波器观察输出信号的波形和幅度的变化。
记录不同频率下的输出信号幅度，绘制频率响应曲线。
5. 测试输入和输出阻抗：通过万用表测量输入电阻和输出电阻的阻值，以评估信号源和负载对单管放大器的影响。
三、实验结果与分析根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. 放大倍数与输入信号幅度成正比，但是在一定范围内，放大倍数会受到晶体管的特性参数限制而无法继续增大。
2. 频率响应曲线显示出放大器对不同频率的信号有不同的放大程度，这是由于晶体管的特性导致的。
单管放大器的设计与制作
第一部分基本概念和基本理论一、物质的组成和构成（一）学习要求1．知道分子和原理的概念以及它们的区别和联系，能从原子、分子的角度来认识物质的构成，为进一步从本质上认识物质的变化打下基础。
2．识记元素的概念，分析物质的元素组成，并能判断元素的存在形容。
3．知道地壳中、大气中含量最多的元素和地壳中含量最多的金属元素。
4．学会分析物质的组成和构成。
5．知道同素异形现象和同素异形体的概念，识记碳元素的一些常见的同素异形体以及氧元素的同素异形体。
二化学用语（一）学习要求1．熟练书写常见的21种元素的符号和名称：H、He、C、N、O、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、Ag、Ba、Hg。
2．识记常见的原子团的符号和名称：铵根、硝酸根、氢氧根、硫酸根、碳酸根。
3．知道化合价的概念，熟记常见的元素和常见原子团的化合价（只要求掌握C和Fe的可变化合价）。
能熟练运用元素的化合价。
写出化合物的化学式；能应用元素的化合价判断化学式的正误。
4．能根据物质的化学式求所含元素的化合价。
5．知道化学方程式的意义和读法；能根据化学反应正确书写化学方程式，并能配平化学反应方程式。
三物质的性质和变化、质量守恒定律（一）学习要求1．知道物理变化和化学变化的概念和它们的本质区别，会判断比较典型的物理变化和化学变化。
知道物理性质和化学性质的概念，并能做出判断。
2．学会用化学方程式表述各类反应，理解化合、分解、置换和复分解反应的概念，并能作出判断。
3．知道中和反应的概念、中和反应放热，理解中和反应过程中常见指示剂颜色的变化。
能书写若干常见中和反应的化学方程式。
4．理解氧化反应、还原反应的概念和氧化剂、还原剂的概念，学会从得氧、失氧角度判断氧化反应、还原反应和氧化剂、还原剂。
5．理解质量守恒定律的意义。
四、溶液（1）学习要求1．认识自然界中的物质常以某种分散体系的形态存在。
溶液是一种重要的分散体系，在生活、生产和生命活动中具有重要的作用。
单管放大电路的设计与调试.
实验报告 1.整理实验数据，计算出三极管的β值。
整理实验数据，计算出三极管的β 整理实验数据 2.画出画出NP'N型或型或PNP型三极管的输出特性曲线。
型三极管的输出特性曲线。
画出型或型三极管的输出特性曲线 3.计算出放大电路的静态工作点并同实测值进行比计算出放大电路的静态工作点,并同实测值进行比计算出放大电路的静态工作点较。
4.画出在放大电路参数改变的情况下，输出波形失画出在放大电路参数改变的情况下，画出在放大电路参数改变的情况下真图形，并分析其失真的原因。
真图形，并分析其失真的原因。
实验三 单管低频放大器的设计与测试
实验三 单管低频放大器的设计与测试一．实验目的1． 学会测试和调整放大器的静态工作点，了解静态工作点对放大器性能的影响。
2． 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、频率特性、动态范围等的测试方法。
3． 学会根据给定的技术指标设计单管低频放大器。
4． 定性了解负载和静态工作点对放大器输出波形的影响。
二、实验原理单管低频放大器能将频率为几个赫兹到几百千赫兹的频率信号进行不失真的放大，是放大器中最基本的放大器。
典型的工作点固定的阻容耦合单管低频放大器如所示图3－1：图 3－1该电路采用R B1、R B2分压作为三极管的基极偏置，并在发射极回路接入直流负反馈电阻R E ，以稳定放大器的静态工作点。
当流过R B1和R B2的电流远大于三极管基极电流I B 时（一般为I B 的5～10倍），则静态工作点可由下式估算：CC B B B B V R R R V 212＋=I E ＝(V B －V BE(on)) / R E ≈I C V CE ＝V CC － I C （R C ＋R E ）电压放大倍数为：A V ＝be l C r R R //β-＝e L C r R R )1(//ββ+-＝E TLC I V R R //α-＝1B R 2B R E R EC iV +1C 2C RcVo+1C Vcc+--TLC CV R R I //- 输入电阻为：Ri ＝R B1//R B2//r be ，r be ＝（1＋β）r e ＝ E T I V )1(β+＝CT I Vβ；V T ＝26mV （T ＝300K ）输出电阻为：R 0≈R C1. 低频放大器的设计对给定技术指标，如负载电阻R L 、中频电压增益A vm 、输出电压动态范围V om 、上限频率f h ，下限频率f L 等要求的放大器设计，可按如下步骤进行： （1）选定电路方案选定如图3－1所示工作点固定的阻容耦合单管放大器电路。
（2）选择三极管，确定β值硅管的温度稳定性比锗管好，NPN 型采用正电源供电，符合使用习惯，所以尽可能多采用NPN 型硅三极管。
晶体管共射极单管放大器实验
晶体管共射极单管放大器实验一、实验目的 (1)二、放大电路设计要求 (1)三、实验原理 (1)四、实验设备与器件 (7)五、实验内容与步骤 (8)六、实验总结 (12)一、实验目的1、掌握共射单管放大电路的设计方法。
2、学会放大器静态工作点的调试方法，理解电路元件参数对静态工作点和放大器性能的影响。
3、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。
4、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。
二、放大电路设计要求1、设计一个负载电阻为RL=2.4KΩ，电压放大倍数为|Au|>50的静态工作点稳定的放大电路。
晶体管可选择3DG6、9011电流放大系数β=60～150，ICM≥100mA，PCM≥450mW。
2、画出放大电路的原理图，可以利用Multisim 8进行仿真或者在实验设备上实现，并按要求测量出放大电路的各项指标。
三、实验原理1、原理简述图2.2.1为电阻分压式静态工作点稳定放大器电路。
它的偏置电路采用RB1和RB2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻RE，以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加入输入信号ui 后，在放大器的输出端便可得到一个与ui相位相反，幅值被放大了的输出信号u0，从而实现了电压放大。
图2.2.1 共射极单管放大器实验电路2、静态参数分析在图2.2.1电路中，当流过偏置电阻RB1和RB2 的电流远大于晶体管T 的基极电流IB时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算：（2-1）（2-2）UCE＝UCC－IC（RC＋RE）（2-3）3、动态参数分析电压放大倍数（2-4）输入电阻Ri＝RB1 // RB2 / / rbe （2-5）输出电阻RO≈RC （2-6）4、电路参数的设计(1)电阻RE的选择根据式（2-1）和（2-2）得（2-7）式中β的取值范围为60-150之间，UB选择3-5V，IB可根据β和ICM选择。
(2)电阻RB1，RB2的选择流过RB2的电流IRB一般为（5-10）IB，所以，RB1，RB2可由下式确定（2-8）（2-9）(3)电阻RC的选择根据式（2-3）得（2-10）式中，具体选择RC时，应满足电压放大倍数|Au|的要求。
晶体管共射极单管放大器实验报告
实验二晶体管共射极单管放大器一、实验目的1、学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。
2、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。
3、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。
二、实验原理图2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。
它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R E，以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加入输入信号u i后，在放大器的输出端便可得到一个与u i相位相反，幅值被放大了的输出信号u0，从而实现了电压放大。
图2－1共射极单管放大器实验电路在图2-1电路中，当流过偏置电阻R BI和R B2的电流远大于晶体管T的基极电流I B时（一般5〜10倍），则它的静态工作点可用下式估算RUH B1UB R+R CCB1B2U—UI H BBE H IE R+R CE F1U C E=U CC-I C(R C+R E+R F1)电压放大倍数R//RA=—p C/V r+(1+p)Rbe F1输入电阻R i=R B1札2%+(1+叫1]输出电阻RgR由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。
在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。
一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。
因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。
放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。
1、放大器静态工作点的测量与调试1)静态工作点的测量测量放大器的静态工作点，应在输入信号u i=0的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流I C以及各电极对地的电位U B、U C和U E。
单管放大电路的设计
第2章单管放大电路的设计2.1 单管放大电路方案设计2.1.1 工作原理晶体管放大器中广泛应用如图1.1.1 所示的电路，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R B1、R B2、R E、R C及电源电压+V CC所决定。
该电路利用电阻R B1、R B2的分压固定基极电位V BQ。
如果满足条件I1>>I BQ，当温度升高时，I CQ↑→V EQ↑→V BE↓→I BQ↓→I CQ↓，结果抑制了I CQ的变化，从而获得稳定的静态工作点.图2.1.1 阻容耦合共射极放大器2.1.2静态工作情况：放大器接通电源后，当所输入交流信号为零时，则放大电路中只有直流电源作用，电路中的电压和电流都是直流量，此时的工作状态称为直流工作状态或静态。
晶体管各极电流与各极之间的电压分别用IBQ 、ICQ和UBEQ、UCEQ四个直流参数表示。
它们代表着放大器的输入、输出特性曲线上的一个点，称它们为放大器的静态工作点，用Q 表示.如图2.1.2所示。
I BEU BEQCECEI CQ图2.共发射极放大器的静态工作点图2.1.2静态工作点2.1.3 动态工作情况：放大电路接入输入信号u i 后的工作状态，称为动态。
在动态时，放大电路是在输入电压u i 和直流电压E c 的共同作用下工作，因此，电路中既有直流分量，又有交流分量，各极的电流和各极间的电压都在静态值的基础上叠加一个随输入信号作相应变化的交流分量。
如图2.1.3所示。
（2）IwtI C(3)(4)(5)(6)wtU CE图3.动态分析图2.1.3 信号的动态变化由图2.1.3可得到以下结论：（a）在适当的静态工作点和输入信号幅值足够小的条件下（使晶体管工作在特性曲线的线性区），晶体管各极的电流（IB 、IC）和各极间的压（uBE、uCE）都是由两个分量线性叠加而成的脉动量，其中一个是由直流电源EC引起的直流分量，另一个是随输入信号ui而变化的交流分量。
单管放大器的设计与制作
实验四单管放大器的设计与制作3学时一、实验目的1．设计与制作一个单管放大器实验电路，掌握其静态工作点的调试方法、了解其电路中各元器件参数值对静态工作点的影响。
2．掌握单管放大器的主要性能指标的调测方法。
3．了解单管放大器电路参数的工程设计方法。
二、实验预习要求1．预习实验原理和测量方法。
2．写出预习报告，画出完整正确的实验电路图。
如果选择自己设计的电路和参数进行实验，则要预先完成电路和参数的设计。
3．在预习报告中明确实验内容（可用字母和相应公式以及表格表示）。
三、实验原理单级放大器是构成多级放大器和复杂电路的基本单元。
其功能是在不失真的条件下，对输入信号进行放大。
要使放大器正常工作，必须设置合适的静态工作点。
静态工作点Q的设置一要满足放大倍数、输入电阻、输出电阻、非线性失真等各项指标的要求；二要满足当外界环境等条件发生变化时，静态工作点要保持稳定。
影响静态工作点的因素较多，但当晶体管确定之后，主要因素取决于偏置电路，如电源电压的变动、集电极电阻R和基C极偏置电阻的改变等都会影响工作点。
静态工作点设置在交流负载线中点的附近，能使放大器获得最大不失真的输出电压，如图4.1所示。
若工作点选得太高就会产生饱和失真，若工作点选得过低就会出现截止失真，如图4.2所示。
图4.1具有最大动态范围的静态工作点图4.2 静态工作点设置不合适产生的失真为了稳定静态工作点，经常采用具有直流电流负反馈的分压式偏置单管放大器实验电路，如图4.3所示。
电路中上偏置电阻1R '由1R 和1W R 串联组成；2R 为下偏置电阻；C R 为集电极电阻；E R 为发射极电流负反馈电阻，起到稳定直流工作点的作用；1C 和2C 为交流耦合电容；3C 为发射极旁路电容，为交流信号提供通路；S R 为测试电阻，以便测量输入电阻；L R 为负载电阻。
外加输入的交流信号S V 经1C 耦合到三极管基极，经过放大器放大后从三极管的集电极输出，再经2C 耦合到负载电阻L R 上。
单管低频电压放大器实验报告
单管低频电压放大器实验报告单极管放大电路实验报告.doc实验三晶体管单管共射放大电路实验报告一、实验目的:1(学习电子线路安装、焊接技术。
2(学会放大器静态工作点的测量和调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。
3(掌握放大器交流参数:电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压和频率特性的测试方法。
4(进一步熟悉常用电子仪器及模拟电路设备的使用方法和晶体管β值测试方法。
二、实验原理:(一)实验电路图3.1中为单管共射基本放大电路。
图2,1 共射极单管放大器实验电路(二)理论计算公式:? 直流参数计算:IBQ?VCC?VBEQRB;式中:VBEQ?0.7VICQ?IEQ?IBQ??VCEQ?VCC?ICQRC? 交流参数计算:rbe?rbb'??1?βAV???R'L?rbe?;26(mV)IEQ(mA)'式中:rbb的默认值可取300ΩR?L?RC?RLAVS?Ri?AVRS?RiRi?RB//rbeRO?RC(三)放大电路参数测试方法由于半导体元件的参数具有一定的离散性，即便是同一型号的元件，其参数往往也有较大差异。
设计和制作电路前，必须对使用的元器件参数有全面深入的了解。
有些参数可以通过查阅元器件手册获得;而有些参数，如晶体管的各项有关参数(最重要的是β值)，常常需要通过测试获取，为电路设计提供依据。
另一方面，即便是经过精心设计和安装的放大电路，在制作完成后，也必须对静态工作点和一些交流参数进行测试和调节，才能使电路工作在最佳状态。
一个优质的电子电路必定是理论设计和实验调试相结合的产物。
因此，我们不但要学习电子电路的分析和设计方法，还应认真学习电子调节和测试的方法。
1( 放大器静态工作点的调试和测量:晶体管的静态工作点对放大电路能否正常工作起着重要的作用。
对安装好的晶体管放大电路必须进行静态工作点的测量和调试。
? 静态工作点的测量:晶体管的静态工作点是指VBEQ、IBQ、VCEQ、ICQ四个参数的值。
单管放大器的设计及仿真及误差分析
推南呼紅辱院课程设计报告单管放大器的设计与仿真学生姓名: 学生学号:别:电子信息工程别:引言指导教师:电气信息工程学院制2013年3月目录1任务与要求2系统方案制定3系统方案设计与实现4系统仿真和调试5数据分析6总结7参考文献单管放大器的设计与仿真学生： 指导教师:电气信息工程学院电子信息工程专业引言：放大现象存在于各种场合中，例如，利用放大镜放大微小的物体，这是光 学中的放大；利用杠杆原理用小力移动重物， 这是力学中的放大；利用变压器将低电 压变换为高电压，这是电学中的放大。
而作为电子电路中的放大大器是放大电路的基础【1】也是模拟电子技术、电工电子技术等课程的经典实验项目, 实验内容涉及方面广泛。
本文已常见的作为集成运放电路的中间级的共射放大电路为 讨论对象，一方面，对具体包括模拟电路的一般设计步骤、 单管共射放大电路设计方 案的拟定、静态工作点的设置与电路元件参数的选取、放大电路性能指标的测量、稳 定静态工作点的措施等做阐述。
本文采用的是分压式电流负反馈偏置电路设计成的共发射极放大器，对分压式电流负反馈偏置电路能稳定静态工作点的原理作了说明， 并 将对晶体管放大器静态工作点的设置与调整方法、放大电路的性能指标与测试方法、 放大器的调试技术做阐述。
介绍模拟电子电路的一般设计方法和思路，以及 Multsim和Matlab 软件的一些基本操作和仿真功能。
8附录晶体管放1任务与要求1.1设计的任务:本文采用的是分压式电流负反馈偏置电路设计成的共发射极放大器，对分压式电流负反馈偏置电路能稳定静态工作点的原理作了说明，并将对晶体管放大器静态工作点的设置与调整方法、放大电路的性能指标与测试方法、放大器的调试技术做阐述。
1.2单管放大器设计的要求:(1) V cc = +12V , R L= 3k O , V j =10mA , R s =6000A V >40 , R i >1k Q , R。
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实验四单管放大器的设计与制作3学时一、实验目的1．设计与制作一个单管放大器实验电路，掌握其静态工作点的调试方法、了解其电路中各元器件参数值对静态工作点的影响。
2．掌握单管放大器的主要性能指标的调测方法。
3．了解单管放大器电路参数的工程设计方法。
二、实验预习要求1．预习实验原理和测量方法。
2．写出预习报告，画出完整正确的实验电路图。
如果选择自己设计的电路和参数进行实验，则要预先完成电路和参数的设计。
3．在预习报告中明确实验内容（可用字母和相应公式以及表格表示）。
三、实验原理单级放大器是构成多级放大器和复杂电路的基本单元。
其功能是在不失真的条件下，对输入信号进行放大。
要使放大器正常工作，必须设置合适的静态工作点。
静态工作点Q的设置一要满足放大倍数、输入电阻、输出电阻、非线性失真等各项指标的要求；二要满足当外界环境等条件发生变化时，静态工作点要保持稳定。
影响静态工作点的因素较多，但当晶体管确定之后，主要因素取决于偏置电路，如电源电压的变动、集电极电阻R和基C极偏置电阻的改变等都会影响工作点。
静态工作点设置在交流负载线中点的附近，能使放大器获得最大不失真的输出电压，如图4.1所示。
若工作点选得太高就会产生饱和失真，若工作点选得过低就会出现截止失真，如图4.2所示。
图4.1具有最大动态范围的静态工作点图4.2 静态工作点设置不合适产生的失真为了稳定静态工作点，经常采用具有直流电流负反馈的分压输入信号输出信号截止区分界线饱和区分界线式偏置单管放大器实验电路，如图4.3所示。
电路中上偏置电阻1R '由1R 和1W R 串联组成；2R 为下偏置电阻；C R 为集电极电阻；E R 为发射极电流负反馈电阻，起到稳定直流工作点的作用；1C 和2C 为交流耦合电容；3C 为发射极旁路电容，为交流信号提供通路；S R 为测试电阻，以便测量输入电阻；L R 为负载电阻。
外加输入的交流信号S V 经1C 耦合到三极管基极，经过放大器放大后从三极管的集电极输出，再经2C 耦合到负载电阻L R 上。
图4.3 实验电路原理图根据理论分析和工程估算法，可得到如图4.3所示的单管放大器实验电路正常工作时的主要动态性能指标如下：交流电压放大倍数:beCL be ce C L be o L V r R R r r R R r r R A ////////βββ-≈-=-=输入电阻：()be W i r R R R r ////112+=输出电阻：ce C o r R r //=*四、实验电路参数设计已知单级低频放大器所用的晶体三极管型号为9013（或者其它NPN 类型的管子）,其100=β，电路工作电源VV CC12=，设mA I CQ 4.2=，100-=V A ，Ω=k R L 1.5。
根据以上要求，设计、计算并选取电路器件参数，使放大器能够不失真地放大常用的正弦波信号，并达到100≥V A 倍的要求。
1．偏置电路形式的选择由于分压式电流负反馈偏置电路应用十分广泛，所以本实验电路选用如图4.3所示的分压式电流负反馈偏置电路。
2．发射极电阻4R 的确定 因为工程估算中一般取CC EQV V )3.0~2.0(=，所以CQEQ EQEQ E I V I V R R ≈==43．上下偏置电阻的确定为使放大器能更稳定地工作，满足BQ QI I >>1的条件，上下偏置电阻取值应小，但过小会使静态功耗增大且引起信号源S V 的电流分流过大，使放大器输入电阻变小，故工程上一般取BQ Q I I )10~5(1=，则下偏置电阻βCQBEQ EQ QBQ B I V V I V R R )10~5(122+=≈=βCQBQCC QBQCC W B I V V I V V R R R )10~5(1111-=-≈+=4．集电极电阻C R 的确定C R 应根据实际负载电阻值和放大倍数要求来确定。
若L R 、VA 无明确要求，可以选取C R 上的直流电压降CR V 和CEQ V 大致相等，可保证有较大的动态范围。
此时C R 为：CQEQCC C I V V R R -==213以上四种电阻值根据计算值的范围再结合实验箱中现有的电阻值取近似值确定。
其中基极上偏置电阻可通过调节电位器1W R来确定，R可另外串接电位器2W R进行调节确定。
C5．C、2C、3C电容的选择1一般来说C、2C、3C越大，低频特性越好，但电容过大体积1也大，既不经济又加大分布电容，影响高频特性，再者电容量大的电解电容漏电电流也大。
一般能满足放大器的下限频率即可。
工程估算时C、2C一般取10～50µF，3C取30～100µF。
1五、实验内容及步骤1．正确组装连接实验电路①根据实验电路原理图和所设计选定的参数以及常用的电子仪器，用导线进行连接组装。
②组装之前须测量和调节电源电压所需要的值，并注意电源的极性和信号源的接地线都不能接错，不能带电接线。
③将功率函数信号发生器的输出波形选择为正弦波，频率=，输出幅度选择在dBkHzf1-处，并按照图4.3中S V的40极性要求接入放大器的输入端。
④将示波器的各开关、旋钮选择在相应合适的档位，并将其测试连接线接到放大器的输出端，完成实验电路制作。
2．直流工作点的调节与测量（记录在表4.1中）①直流工作点的调节反复调节电位器R和功率函数信号发生器的输出幅度W1细调旋钮，使三极管工作在放大区，并且有合适的工作点。
此时示波器显示的放大器输出正弦波形不失真，且有很大的放大量（一般A为几十倍到200倍之间），表示放大器的直V流工作点调试完成。
②实验故障排除经反复调节后，放大器输出端仍然无波形或输出波形失真、输出波形没有放大或者放大量太小等都说明所装实验电路有故障，必须排除实验故障之后方能进行直流工作点的调节。
详细具体的故障分析与排除方法参见第三章第二节中的单管放大器实验故障分析与排除技巧。
实验故障排除之后，按前面介绍的方法调节直流工作点。
③ 直流工作点的测量完成直流工作点的调节之后，断开输入信号，再用数字万用表的直流电压档测量放大器的静态工作点，并记录于表4.1中，其中EQ I 和CQ I 一般用所测的相应电压和已知的电阻值通过计算确定，即间接测量方法得到。
表4.1 放大器静态工作点测量记录表注：一般硅管的BEQ V 约为0.7V 左右，CQ EQ I I ≈，否则为电路有误或者测量错误。
3．放大器主要性能指标的测量 （1）电压增益V A 的测量接通放大器的输入信号，即保持原来调好的输入正弦波信号的频率和幅值，用示波器观察放大器输出端有放大且不失真的正弦波后，用数字万用表的交流电压档或交流毫伏表分别测出其输出和输入电压的有效值，即可得到电压增益：ioL V V V A -=（2）输入电阻i r 的测量i r 为放大器输入端看进去的交流等效电阻，它等于放大器输入端信号电压i V 与输入电流i I 之比。
即ii i I V r =本实验采用换算法测量输入电阻。
测量电路如图 4.4所示。
在信号源与放大器之间串入一个已知电阻SR，只要分别测出SV和i V，即可得知输入电阻为：iSSiSiSiiii VVRVRVVVIVr-=-==/)(图4.4 用换算法测量输入电阻ir的电路（3）输出电阻or的测量or系指放大器输出等效电路中将信号源视为短路，从输出端向放大器看进去的交流等效电阻。
它的大小能够说明放大器承受负载的能力，其值越小，带负载能力越强。
用换算法测量or的电路如图4.5所示。
即LoLooRVVr⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=1图3.5 测量输出电阻or的电路*（4）通频带BW的测量放大器的通频带BW是指放大器的增益下降到中频增益VMA的0.707倍时，所对应的上限频率H f和下限频率L f之差。
即LHffBW-=通频带的测量方法是：将放大器输入中频信号，如kHz f 1 ，在其输出端有正常的放大波形时，测出其电压值为o V ，然后维持i V 不变，增加信号源的频率直到输出电压下降到0.707o V 为止，此频率就是上限频率H f 。
同理保持i V 不变，降低信号源的频率直到输出电压下降到0.707o V 为止，此频率就是下限频率L f 。
须多次反复调节信号源的频率和输出电压幅度才能完成测量。
（5）三种失真波形的调节与观察 ① 既饱和又截止失真波形大大增加信号源的输出电压幅度（必要时再略调1W R ），使放大器输出端同时出现正负向失真，将示波器观察到的失真波形画出。
② 饱和失真波形降低1W R 的值，使CEQ V 的值很小，即放大器工作在饱和区，测画出示波器此时显示出的输出波形即为放大器的饱和失真波形（一般是指输出为负半周的波形被削平）。
③ 截止失真波形增大1W R 的值，使放大器工作在截止区，即CEQ V 很大，测画出示波器观察到的截止失真波形（一般是指输出为正半周的波形被削平）。
六、实验仪器本次实验所使用仪器的型号、主要功能以及主要特点如表4.2。
表4.2 实验仪器七、报告要求1．指明实验目的。
2．列表指明所用仪器的名称、型号、功能和主要特点等。
3．画出完整、正确的实验电路，特别要标出各元器件参数值、器件极性、测试代号（如V）等。
i4．简述实验原理。
5．整理实验数据，计算出相应的结果，并列出相应的表格和公式以及测试记录值，画出必要的波形。
6．对三种失真波形的产生原因和解决方法进行分析和讨论。
7．解答思考题。
8．写出实验总结、收获和心得体会。
八、思考题解答1．R和L R的变化对放大器的电压增益有何影响？C2．放大器的上、下偏置电阻R和2R的阻值若按比例同时取得B过小，将对放大器的静态性能和动态指标产生什么影响？3．C若严重漏电或者容量失效而开路，分别会对放大器产生3什么影响？。