晶体管放大电路的设计
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⑦校验 Au
由于
rbe
200 26mV IB
200 26 1.1K 28.5
RL RC // RL 3 // 5.1 1.9K
Au
RL
rbe
60 1.9 104 1.1
100
符合指标要求。
图1-2 固定分压偏置式放大电路
晶体管小信号放大器 的设计
6.输入电路设计
(1)电路类型选择:为实现输入阻抗Ri≥47KΩ的设计要求, 根据模拟电路知识,输入级宜选用共集电极电路(射极输出器)。 这种电路具有输入阻抗高、输出阻抗低的特点。
图1-2 固定分压偏置式放大电路
晶体管小信号放大器 的设计
5.主放大电路设计
②确定电源电压VCC 为保证放大输出信号幅度的动态范围内不会产生非线性失真,一 般取VCC≥2uom+UE+UCES 由于输入信号电压幅值为 uim 2ui 1.41 20 28.2mV 则输出信号电压幅值为 uom Au uim 100 28.2 2.82V 若取三极管饱和压降的临界值UCES≈1V, 则静态集一射压降设置在
根据管子的电流放大作用有
IC IB 60 28.5 1.71mA 又由于 VCC IC RC UCEQ U E
若取UCEQ=4V,UE=3.3V 得
RC
VCC
UCEQ IC
UE
12 4 3.3 1.71
2.75K
取标称值RC=3K
图1-2 固定分压偏置式放大电路
晶体管小信号放大器 的设计
第四讲 晶体管放大电路的设计
晶体管小信号放大器 的设计
1.题目概述
晶体管小信号放大器主要用于前级微弱信号放大,如话 筒放大,磁头放大及其他传感器信号源的放大等,除保证足 够的增益外,还起到阻抗变换的作用。
通过本项目的学习,掌握晶体管放大器的正确设计方法。 加深对晶体管的放大作用的理解,正确理解晶体管处于放大 状态下的偏置条件;能够熟练的对晶体管放大电路进行调整, 以使其満足工程实际的要求。同时正确掌握放大器电压放大 倍数、输入输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法,为 今后的复杂电路设计打下良好的基础。
U CEQ≥uom+UCES=3.82V
又由于这种典型放大器静态的工作(估 算)条件是:I1≈I2>>IB和UB>>UBE
图1-2 固定分压偏置式放大电路
晶体管小信号放大器 的设计
5.主放大电路设计
一般取I1=(5-10)IB和UB=(5~10)VBE。硅管UB=3~5V,锗管UB=1~ 3V ,若近似取UB=4V,UE=UB-0.7=3.3V
再按VCC≥2uom+UE+UCES=2×2.82+3.3+1=10V。考虑留有余量取 VCC=12V(标准等级电压)。
③计算和确定集电极电阻RC 由放大电路的静、动态分析可知,RC是决定 静态工作点和满足电压增益要求的一个关键 元件。一般应从输入至输出逐步推算。
先确定输入回路的动态范围:
基极信号电流的幅值为
设计要求; ②主放大级:主要完成电压放大作用,实现电压放大倍数
Au=100的设计要求。
晶体管小信号放大器 的设计
5.主放大电路设计 (1)电路类型选择:为了实现电压放大倍数Au=100的设计要求, 主放大级宜采用固定分压偏式共射大电路形式,工作稳定性最好。
(2)电路结构:如右图1-2所示。
(3)元件选取与参数计算: ①选择半导体三极管:从给出的技术 要求可知,该电路工作在低频小信号 场合,工作温度范围又较宽,故可选 择热稳定性较好的低频小功率三级管 3DG6B,从手册上查出它的主要参 数是PCM=100mW,ICM=20mA, UCEO≥20V,对该管进行实测,假 设β=60。
I bm
uim rbe
图1-2 固定分压偏置式放大电路
晶体管小信号放大器 的设计
5.主放大电路设计
取若rbe=1.2KΩ,则
I bm
28.2mV 1103
23.5A
为了使输入动态信号不出现非线性失真,即信号动态工作不进入输
入特性下面的弯曲部分,通常取最小基极电流 Ibmin 5A
则静态基流 IB Ibm Ibmin 23.5 5 28.5A 再在输出回路进行静态计算:
晶体管小信号放大器 的设计
4.总体设计
(1)课题分析 根据设计要求,要实现电压放大倍数Au=100;输入阻抗
Ri≥47KΩ;采用单级双极型三极管放大电路是无法实现的,就本 题而言,系统可分为二级:输入级和主放大级。总体结构如图1-1 所示。
图1-1 晶体管电压放大器方框图
(2)方案讨论 ①输入级:主要完成阻抗变换,实现输入阻抗Ri≥47KΩ的
5.主放大电路设计
④计算确定射极电阻Re ⑤计算确定Rb1、Rb2
Re
UB
U BE IE
4 0.7 1.71 0.029
1.65K
取标称值RE=1.8K
由I1=(5-10)IB,取I1=5IB=5×28.5≈0.1425mA
Rb1
VCC U B I1
12 4 0.1425
56 K
即为标称值
(2)电路结构:
射极跟随器的原理图如 图1-3所示。 它是一个电压串 联负反馈放大电路,它具有 输入电阻高,输出电阻低, 电压放大倍数接近于1,输出 电压能够在较大范围内跟随 输入电压作线性变化以及输 入、输出信号同相等特点。
Rb 2
UB I1 IB
0.1425
4 0Βιβλιοθήκη Baidu0285
35K
取标称值Rb2=36K
实际电路中Rb1用一个固定电阻与一个可 调电阻串联来代替,方便工作点的调节。 图1-2 固定分压偏置式放大电路
晶体管小信号放大器 的设计
5.主放大电路设计
⑥确定耦合电容和射极旁路电容C1、C2和Ce
如果是放大低频信号(f=20Hz~200KHz),则耦合电容和射极旁路电 容可直接取经验标称值:C1 C2 10 ~ 20F /16V Ce 50 ~ 100F /16V
晶体管小信号放大器 的设计
2.设计任务与要求 设计并一个分立元件组成的晶体管放大器。已知:输入信号
电压ui=20mV,f =1KHZ;负载电阻RL=5.1KΩ;工作温度范围0~ 45℃。
主要技术指标要求如下: (1)电压放大倍数Au=100; (2)输入阻抗Ri≥47KΩ; (3)带宽BW=50Hz~100KHz; 3.预备知识 (1)认真复习教材中关于晶体管基本放大电路的有关知识; (2)深刻理解晶体管放大电路的偏置条件及对电路的影响; (3)掌握单极型晶体管的性能特点; (4)掌握常用电工测量仪表的基本原理和正确使用方法。