04电子电路设计方法(XXXX冬).pptx

（3）电压增益有关元件值的确定：RC、RE1 由IC=1mA得 re 26
Av
RC' RE'
RC RL re RE1
取
Av
=20V/V，由AV计算式可得
RC 3000 26 RE1
20
RC、RE1的具体取值也有两个考虑思路。Ri R1 R2 1 re RE1
从Ri 入手。先取定一符合要求的 Ri ，按Ri 计算式可以确定RE1，然后 可确定RC和RE2。
RBB R1
R2
IE
VBB VBE
RE
RBB
1
IC 1 IE IE VCE VCC (RC RE )IC
小信号参数计算
gm
IC VT
r gm
re
gm
Ri R1 R2 1 re RE1
交流分析
Ro RC
Av
vo vi
集电极总电阻 发射极总电阻
RC' RE'
RC RL re RE1
从输出信号摆幅考虑。先取定一
使 输 出 信 号 摆 幅 较 大 的 VC ， 由 此 可 确定RC，然后由增益式确定RE1和RE2。
取Ri =5kΩ，由Ri理论式可得RE1=48Ω，RC=2.94kΩ，
RE2=2.Leabharlann Baidu52kΩ。
Ri R1 R2 1 re RE1
取 VC=2/3VCC=8V ， 可 以 获 得 4V 左 右 的 输 出 信 号 摆 幅 。 则 RC=4kΩ， RE1=60Ω，
12 R2 3 R1 R2
R1、R2取太小会使（Ri >5 kΩ ） Ri R1 R2 1 re RE1
难以满足，取太大会使工作点稳定
要求（IR1>>IB）难以满足。
因此，R1、R2的具体取值有两个
考虑思路。
从Ri计算式看，一般取R2为Ri下限值的3倍即可满足输入电阻要
求，取R2=15 kΩ，则R1=45 kΩ
实验安排
1 电路基本实验（基尔霍夫定律和叠加定律） 2 EDA（电子设计自动化）软件----OrCAD 3 一阶RC电路响应和RLC串联谐振研究实验 4 放大电路自主设计实验 5 放大电路设计与仿真 6 放大电路安装与调试 7 电路调试 8 放大电路验收
特点：自主选题，自行设计电路，自己确定实验方案、 组装实验电路，独立进行调试的探究型实验。
IE
VBB VBE
RE
RBB
1
（1）小信号放大或前置放大器设计时需要考虑晶体管噪声系数。
通常，高频小信号晶体管工作电流为0.5mA~2mA时噪声最 小，一般取1mA以下。
（2）由静态电流IE式可以看出，要使静态工作点较稳定，应取 VBB>>VBE。对硅晶体管，一般取VBB为3V~5V。
（3）要保证VB足够稳定，应使IR1 >> IB ，常取IR1为（5~10）IB。
（1）电路结构及晶体管选择 选用9013，β按100计算。
（2）静态工作点设置：RE、R1、R2
被测信号幅度较小，考虑噪声系
数、取IC=1mA。
取VB =1/4VCC =3V，得
RE
VB VBE IC
2.3k
当IR1 >> IB 时，VBB≈VB=3V，由VBB式可得
因此, R1 : R2 3 :1
2人1套设备，每人从以上项目中选择一个。
电子电路设计方法
电 子 电 路 设 计 的 一 般 流 程
1、数学方法：根据理论课知识笔算 2、CAA：计算机辅助分析（OrCAD、Multisim等） 3、物理实验：
一、共射放大电路分析与设计
1、电路分析计算
直流分析
VBB
VCC
R2 R1 R2
3、电路设计步骤
（1）确定电路结构、偏置方案
（2）确定偏置元件参数
IE
VBB VBE
RE
RBB
1
（3）确定影响交流参数的元件值
Ri R1 R2 1 re RE1 Ro RC
Av
vo vi
集电极总电阻 发射极总电阻
RC' RE'
RC RL re RE1
（4）电容值确定
1 1 34 4、 电路设计的一些原则和经验公式
（4）为获得较大的输出信号摆幅和电压增益，基极静态电压不能
太高，工程设计中一般取VB或VBB为（1/3~1/4） VCC。
（5）由于射极电阻RE1的负反馈作用，增大RE1能提高电路的输入
电阻、提高电压增益的稳定性，但将使电压增益值下降。
Ri R1 R2 1 re RE1
Av
RC' RE'
Ri R1 R2 1 re RE1
按IR1>>IB，取IR1=10IB=0.1mA，则 R2=30kΩ
R1
VCC VB I R1
90k
，因此
综合考虑，R2可取标称值20kΩ， R1可取为60kΩ。
为 使 工 作 点 容 易 调 整 ， R1 可 由
36 kΩ固定电阻和50 kΩ电位器串 联构成。
RE2=2.24kΩ
Av
目的：以少量实验项目为纽带，通过全程自主操作，学 习电子电路的设计方法、组装技术与调试技术，认 识电子元器件，掌握电子仪器的使用，学习并掌握 电子电路的计算机辅助设计（EDA软件使用）。
实验选题
实验一 晶体管共射放大电路设计研究 实验二 差分放大器的设计与调试 实验三 多级低频小信号放大器的设计与调试 实验四 负反馈放大路设计与调试 实验五 集成运算放大器基本运算电路研究 实验六 集成运算放大器非线性应用电路研究
RC RL re RE1
另一方面，当电压增益给定时，增大RE1就需要提高RC，而这
将降低晶体管的集电极静态电压VC、影响输出信号摆幅。
因此，RE1、RC的确定需要根据电压增益AV的大小及稳定性、 输入电阻要求、输出信号摆幅等进行综合考虑。
5、设计举例
设计一阻容耦合单级放大电路
已知条件：VCC= +12V，RL=3kΩ，Vi=10mV，RS=600 Ω 性能指标要求： Av >15V/V，Ri > 3kΩ ， fL<50Hz
RE1使增益下降，输入电阻增加，增益稳定性提高。
2、静态工作点与失真
静态工作点选得过高或 过低都易产生非线性失真。
过高：如Q1，稍大的输 入信号正半周将使晶体管进 入饱和区，因而ic波形将出 现顶部压缩、输出电压vce波 形将在底部压缩，这称为饱 和失真。
太低：如Q2 ，稍大的输入信号负半周将使晶体管进入截止区， 因而ic波形将出现底部压缩、输出电压vce波形将在顶部压缩，这称 为截止失真。