设计一共射---共集组合放大器电子线路CAD
晶体管共发射极小信号放大器原理图和PCB板图设计详解
目录摘要 (I)Abstract (II)1 概述 (1)1.1 protel发展历程 (1)1.2 Protel99Se软件特色 (1)2 晶体管共发射极小信号放大器的设计 (2)2.1 参考电路图 (2)2.2电路原理 (2)3 用Protel软件绘制原理图 (3)3.1 新建设计 (3)3.2 放置元件 (3)3.3 原理图的布线 (4)3.4 检查原理图 (5)4 绘制电路的PCB图 (5)4.1 创建网络表 (5)4.2 进入PCB设计界面 (5)4.3 导入网络表 (6)4.4 摆放元件并布线 (7)4.5 元件清单 (8)5心得体会 (9)6参考文献 (10)摘要Protel软件功能强大，使用方便，学会它，可以很好的设计电路的布局，更加利于后续电路的焊接等工作，本次设计题目是晶体管共发射极小信号放大器的设计，首先要明白放大器的工作原理，设计电路图，合理选择参数，完成路的设计。
通过这次设计，我们需要学会如何利用Protel软件设计电路原理图，以及元器件的封装，创建网络表，以及在PCB界面加载网络表，合理布局，生成PCB双面和单面板图。
关键词：电路设计；晶体管；PCBIAbstractProtel software powerful, easy to use, learn it, can be very good design circuit layout, more conducive to the follow-up circuit welding work, this design topic is of tiny transistor amplifier design launch signal, the first to understand the amplifier's work principle, design the circuit diagram and rational selection of parameters, completed the design of the road. This design, we need to learn how to use Protel software design of the circuit principle diagram, and the encapsulation of the components, create network table, as well as in PCB interface loading network table, rational distribution, formation and single double-sided PCB panel of the figure. Keywords：Circuit design; The transistor; PCB1 概述1.1 protel发展历程随着计算机业的发展，从80年代中期计算机应用进入各个领域。
共射放大电路设计
共射放大电路设计
共射放大电路是一种常用的放大电路，用于放大输入信号的幅度。
下面将介绍
共射放大电路的设计过程。
首先，我们需要确定放大电路的放大倍数要求。
根据需求，我们可以计算出放
大倍数的理论值。
接下来，选择适当的晶体管作为放大器。
常用的晶体管有NPN型和PNP型。
选择晶体管的关键是确定其最大工作频率和最大功率。
然后，设计输入电路。
共射放大电路的输入电阻通常较低，可以通过添加合适
的输入电阻来实现。
此外，为了提高输入电路的灵敏度，可以添加适当的耦合电容。
接下来，设计负载电路。
负载电阻决定了输出电路的放大程度。
为了提高放大
电路的效率，应选择适当的负载电阻。
在设计过程中，还需要考虑电源电压和稳定性。
根据晶体管的规格，选择合适
的电源电压，并确保电源电压的稳定性。
最后，进行电路布线和电源连接。
确保连接正确并避免干扰。
同时，还需要进
行必要的测试和调试，以确保放大电路的正常工作。
总结起来，共射放大电路的设计包括确定放大倍数要求、选择适当的晶体管、
设计输入电路和负载电路、考虑电源电压和稳定性，并进行布线和连接。
通过合理设计和调试，可以得到一个满足要求的共射放大电路。
共发射极放大电路(课件)
• -βRL/RBE=-βRC//RL/RBE
• ３、计算输入电阻和输出电阻
• (1) 计算输入电阻
•
RI=UI/IB=RB//RBE=RBE
• (2) 计算输出电阻
• 当RL=∞时，向左看进去
• 所以UI=0 IB=0则βIB=0 RO=RC
§3.5 放大电路的工作点稳定问题
• 一、温度对工作点的影响
输出端 • VBB,Rb:提供发射结正偏和合适的基极偏流 • C1,C2： 隔直流通交流
二. 组成原则
(1) 发射结正偏 集电极反偏 使T管处于放大状 态 (2) 输入回路：Ui——产生ib 控制ic (3) 输出回路：使iC尽可能多流到RL上（减少其 他支路的分流） (4) 保证放大电路工作正常，T 处于放大状态，
曲线，求它的共发射极直流电流、交流电流放 大系数 • 2 极间反向电流 (1) ICBO (2) ICEO • 3 极限参数
§3.2 共发射极放大电路
• 一、共发射极基本放大电路 教材图3.2.1 • T：NPN型晶体管,放大的核心部件
• VCC： 集电极回路直流电源提供集电结反偏 • RC： 集电极负载电阻,作用:将iC 转换成U0，反应在
• *** 只给出输出特性曲线来确定UCEQ和ICQ
• 1) 估算IBQ及UBEQ
• 2) 利用输出特性曲线来确定ICQ，UCEQ
• 由估算的IBQ所对应的输出特性曲线 与直流负 载线的交点Q 对应ICQ，UCEQ
2. 动态工作情况分析
• （１）、利用输入特性画出iB，uBE波形 • 设输入为Ui=UmSINwt（mv）
• 共射输入特性曲线是以输出电压VCE为参变量，输入口 基极电流iB随发射结电压vBE变化的曲线：
《电子线路综合设计》晶体管放大器设计实验
《电子线路综合设计》晶体管放大器设计实验一、实验目的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、实验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 (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具有稳定静态工作点作用，C3为旁路电容，其作用是增大电压放大倍数。
(2)分析工作点的稳定过程。
温度升高Icq增大，Ieq增大，Ueq增大，Ubeq（Ubq-Ueq）减小，Ibq减小，Icq减小。
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。
表2电路静态工作点(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波形观测输入为50mv任务2 电路设计与制作一、题目要求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。
共射极放大电路 ppt课件
ppt课件
3
教学内容及过程 一. 用图解分析法确定静态工作点
请同学们根据视频中的实验实物图，画出共射极基本放大 电路的电路图
ppt课件
14
2. 动态工作情况的图解分析
1） 令交流R'通L=路R及L∥交R流c，负载线 由交交流流通负路得载纯电交阻流。负载线：
uo= -ic (Rc //RL)
又 uo= UCC - UCEQ ic= iC - ICQ
交流负载线是有 U交点CC 流的- U输 运CEQ入 动= 信 轨-(iC号 迹- I时。CQ工) R作L
首先画出直流通路直流通路教学内容及过程请同学们根据视频中的实验实物图画出共射极基本放大电路的电路图对于一个给定的放大电路来说该方程为一线性方程式可以在uce坐标系中画出这条直线即直流负载线斜率为1r图解分析放大器的静态工作点的步骤可归纳为
共射极基本放大电路分析
教学内容：共发射极基本放大电路中的“图解分析法” （分析静态工作点、电压放大倍数。）
iB/uA
iB/uA
60 40
20 IBQ
Q` Q Q``
t
vBE/V
vBE/V
(2)根据 iB 在输出特性曲线上求 iC和vCE
iC/mA 交流负载线
iC/mA
Q`
60uA
Q
40uA
ICQ
Q`` 20uA
t
vC E/V
vC E/V
VBEQ t
VC EQ t
设输入 vi = 0.02 sint (V) 的交流小信号
CAD 绘制共射放大电路
共射放大电路
1.设计背景
为了解电子电路的设计和工作原理，学习使用Altium Designer软件的使用并熟悉各种电子元器件的功能，通过设计该电路板，检验所学知识。
2.工程建立
2．1建立文件夹
首先在桌面建立一个属于自己的文件夹。
如图1
图1
2.2建立工程
打开Altium Designer软件，建立一个工程。
点击“文件”→“新建”→“工程”。
如图2
图2
2.3建立原理图
点击“文件”→“新建”→“原理图”。
如图3
图3 3.绘制原理图。
3.1自制元器件。
如图4
图4
3.2自制电阻。
放置电阻。
如图5
图5 绘制电路图如图6
图6 原理图转如图7
建立PCB,如图8
定义板子万幸如图9
电气边界，如图10
物理边界，如图11
4.生成PCB.
4.1新建PCB
划定板子形状。
如图12
4．2 布线，如图13.
5.保存。
任务一 共射极放大电路原理图绘制
原理图设计流程
共射极放大电路
图1− 1− 1 下一页 返回
• 执行步骤
• 步骤1：启动Altium Designer 软件
• 知识链接：启动Altium Designer 软件有2 种方法。
上一页下一页返回?按照上述方法新建一个默认工程名为pcbproject1prjpcb的pcb工程文件在工程文件名上单击鼠标右键执行快捷菜单中的保存工程为则打开工程保存对话框选择保存路径并输入工程名共射极放大电路最后单击保存即可完成pcb工程的创建如图1?1?4所示
项目一 原理图的绘制
任务一 共射极放大电路原理图绘制
上一页 下一页 返回
方法1：双击滑动变阻器 元件，打开该元件的属 性对话框，如图1− 1− 9 所示。【属性】栏中的： 【标识】表示该元件所 对应的编号，将其设置 为R1，并激活【可见的】 复选框； 【注释】表示该元件的 说明信息，如RPot，取 消【可见的】复选框， 将隐藏其注释。
图1 − 1 − 9 【元件属性】对话框 上一页 下一页 返回
• 方法3：执行【Files】/【新的】/
【Blank PCB Project】。
上一页 下一页
返回
• 按照上述方法新建一个默认工
程名为“PCB_Project1.PrjPCB” 的PCB 工程文件，在工程文件 名上单击鼠标右键，执行快捷 菜单中的【保存工程为】，则 打开工程保存对话框，选择保 存路径，并输入工程名“共射 极放大电路”，最后单击【保 存】即可完成PCB 工程的创建， 如图1− 1− 4 所示。
共发射极放大电路
7.1.3 动态分析
1. 图解法
(1) 负载开路时输入和输出电压、电流波形 的分析
的波形
根据ui波形，在输入特性曲线上求iB和uBE
根据iB波形，在输出特性曲线和直流负载 线上求iC、 uRC和uCE的变化 ，如图7.5所示。
第12页/共49页
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(2) 带负载时输入和输出电压、电流波形分 析
Ro/
U I
RC
，所以
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将有关数据分别代入上式得
A
/ u
=
-
0.36
R
/ i
=103.25
kΩ
R
/ o
=3
kΩ
由此可见，电压放大倍数下降了很多，但输入 电阻得到了提高。
第43页/共49页
40 当改用β=100的三极管后，其静态工作点为
IUE =B REU BE
3.5 0.7 2
为了减小和避免非线性失真，必须合理地选
择静态工作点Q的位置，并适当限制输入信号ui 的
幅度。一般情况下，Q点应大致选在交流负载线的
中点，当输入信号ui 的幅度较小时，为了减小管子
的功耗，Q点可适当选低些。若出现了截止失真， 通常采用提高静态工作点的办法来消除，即通过减
小基极偏置电阻RB的阻值来实现；若出现了饱和失 真，则反向操作，即增大RB。
作交流负载线：
10 先作出直流负载线MN，确定Q点。
20 在uCE坐标轴上，以UCE为起点向正方向取
一段IC
R
/ L
的电压值，得到C点。
30 过CQ作直线CD，即为交流负载线，如
图7. 5所示。
(3) 放大电路的非线性失真
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【选题】设计一共射---共集组合放大器【要求】1)晶体三极管选用Q2N2222，工作电源为15V，负载为4.7 KΩ；2)采用分压式偏置、电容耦合方式；3)中频电压增益约为-188；4)当频率为10KHZ 时的输入电阻约为2.6KΩ、输出电为35Ω；上限频率约为3.9MHZ、下限频率约为120HZ。
【解答】一、实验电路图其中R5为电源内阻，设为50Ω.R10为负载电阻，已知为4.7KΩ二、参数设计：通过查找元器件手册可知，Q2N2222的β值约为178。
由于级间耦合方式是阻容耦合，电容对直流有隔离作用，所以两级的静态工作点是彼此独立、互不影响的。
已知电源电压取15V ，负载4.7k ，频率范围约为120HZ ～3.9MHZ ，中频增益约为-1881、电容取法单级放大器的低频响应是由C 1、C 2和C 3决定的，放大器的下限频率f L 已知，取C 1 = C 3 = 10 uF ，C 2 = 100uF 就可满足要求。
C 4为耦合电容，取值为0.5uF 。
2、共射分析（1） 选择电源电压E C通常稳定条件为：U B = （5 ~ 10）U BE （1）I b1 = （5 ~ 10）I BQ （2）E C ≥1.5（U op-p +U CES ）+ U EQ （3）U CES 为晶体管的反向饱和压降，一般小于1V ，计算时取1V ，U EQ ≈ U B 。
（2） 确定直流负载R cL om CES C c R U U E R ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--'=2 （4） 其中，E 'C = E C - U EQ(3) 确定静态工作点QI CQ = βI BQ （5）U CEQ ≈ E C - I CQ R c - U B （6）U CEQ = U om ＋U CES （7）com CES C CQ R U U E I --'=)( （8） (4) 偏置电路元件计算公式 11b B C b I U E R -= （9） 112b B B b B b I U I I U R ≈-=（10） CQBE B EQ E e I U U I U R -≈= （11） 计算：将已知数据带入上述各式，可得R 1=55K ，R 2=17K ，R 3=7.8K ，R 4=2.7K3、共集分析查阅模电教材5.7.6节可知R 6 ，R 7为分压电阻，分别取为55K ，17K 。
R 8 ，R 9 分别可取为1K ，7K 。
三、输出文件：**** 06/26/12 11:06:15 ********* PSpice 9.2 (Mar 2000) ******** ID# 1 ********** Profile: "SCHEMATIC1-Bias" [ F:\2012CAD\Orcad\text\001-schematic1-bias.sim ]**** CIRCUIT DESCRIPTION****************************************************************************** ** Creating circuit file "001-schematic1-bias.sim.cir"** WARNING: THIS AUTOMATICALL Y GENERATED FILE MAY BE OVERWRITTEN BY SUBSEQUENT SIMULATIONS*Libraries:* Local Libraries :* From [PSPICE NETLIST] section of f:\2012cad\ORCAD\PSpice\PSpice.ini file:.lib "nom.lib"*Analysis directives:.AC DEC 100 0.1 100meg.OP.PROBE V(*) I(*) W(*) D(*) NOISE(*).INC ".\001-SCHEMA "**** INCLUDING 001-SCHEMA ***** source 001R_R5 N02152 IN 50R_R6 N01785 N01390 55kR_R7 0 N01785 17kR_R8 N01895 N01390 1kR_R9 0 N01924 7kQ_Q1 N01420 N01310 N01449 Q2N2222R_R10 0 OUT 4.7kQ_Q2 N01895 N01785 N01924 Q2N2222C_C1 0 N01449 10ufR_R1 N01310 N01390 55kC_C2 OUT N01924 100ufV_V1 N01390 0 15VdcR_R2 0 N01310 17kC_C3 IN N01310 10ufV_V2 N02152 0 DC 0Vdc AC 1VacR_R3 N01420 N01390 7.8kC_C4 N01420 N01785 0.5ufR_R4 0 N01449 2.7k**** RESUMING 001-schematic1-bias.sim.cir ****.END**** 06/26/12 11:06:15 ********* PSpice 9.2 (Mar 2000) ******** ID# 1 ********** Profile: "SCHEMATIC1-Bias" [ F:\2012CAD\Orcad\text\001-schematic1-bias.sim ]**** BJT MODEL PARAMETERS******************************************************************************Q2N2222NPNIS 14.340000E-15BF 255.9NF 1V AF 74.03IKF .2847ISE 14.340000E-15NE 1.307BR 6.092NR 1RB 10RC 1CJE 22.010000E-12MJE .377CJC 7.306000E-12MJC .3416TF 411.100000E-12XTF 3VTF 1.7ITF .6TR 46.910000E-09XTB 1.5CN 2.42D .87**** 06/26/12 11:06:15 ********* PSpice 9.2 (Mar 2000) ******** ID# 1 ********** Profile: "SCHEMATIC1-Bias" [ F:\2012CAD\Orcad\text\001-schematic1-bias.sim ]**** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG C ****************************************************************************** NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE( IN) 0.0000 ( OUT) 0.0000 (N01310) 3.4548 (N01390) 15.0000(N01420) 6.9367 (N01449) 2.8092 (N01785) 3.5068 (N01895) 14.5900(N01924) 2.8876 (N02152) 0.0000VOLTAGE SOURCE CURRENTSNAME CURRENTV_V1 -1.862E-03V_V2 0.000E+00TOTAL POWER DISSIPATION 2.79E-02 WATTS**** 06/26/12 11:06:15 ********* PSpice 9.2 (Mar 2000) ******** ID# 1 ********** Profile: "SCHEMATIC1-Bias" [ F:\2012CAD\Orcad\text\001-schematic1-bias.sim ]**** OPERA TING POINT INFORMATION TEMPERATURE = 27.000 DEG C ****************************************************************************** **** BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORSNAME Q_Q1 Q_Q2MODEL Q2N2222 Q2N2222IB 6.69E-06 2.68E-06IC 1.03E-03 4.10E-04VBE 6.46E-01 6.19E-01VBC -3.48E+00 -1.11E+01VCE 4.13E+00 1.17E+01BETADC 1.55E+02 1.53E+02GM 3.98E-02 1.58E-02RPI 4.29E+03 1.09E+04RX 1.00E+01 1.00E+01RO 7.50E+04 2.08E+05CBE 5.27E-11 4.21E-11CBC 4.05E-12 2.85E-12CJS 0.00E+00 0.00E+00BETAAC 1.71E+02 1.72E+02CBX/CBX2 0.00E+00 0.00E+00FT/FT2 1.12E+08 5.60E+07JOB CONCLUDEDTOTAL JOB TIME .05四、仿真结果：1、电压增益、上限频率、下限频率电压增益约为176.020V/V，上限频率约为3.5169MHZ，下限频率约为567.544HZ2、输入电阻(F=10KHZ)输入电阻在F=10KHZ时约为3.2021KΩ3、输出电阻（F=10KHZ）使用外接电源法，如图输出电阻在F=10KHZ时约为88.664Ω五、实验总结通过本次实验，掌握了共射共集放大器的参数设计，进一步熟悉了PSPICE 软件的使用。
学会使用电子线路CAD软件，设计绘制电路原理图以及对电路的仿真。
深化了对模拟电子电路知识，如相关电路，器件（二极管BJT、场效应管等）的理解和应用。
由于在设计过程还存在一些纰漏，所以与实验要求还有一定偏差，忘老师见谅。
六、参考资料[1]《电子线路CAD》齐跃峰，刘燕燕等，2008版，西安电子科技大学出版社[2]《微电子电路》作者：(加)塞德雷(加)史密斯译者：周玲玲等，第1版，电子工业出版社[3]百度文库资料。