1、单管分压式稳定共射极放大电路设计设计题目：输入信号 vi=5mv，f=10kHz，输出信号 vo=500mv，工作电压 Vcc=6v，输入电阻 Ri1k，输出电阻 Ro2k 用分压式稳定单管共射极放大路进行设计。R L=10k。一、 设计思考题。 如何正确选择放大电路的静态工作点，在调试中应注意什么？ 负载电阻 RL 变化对放大电路静态工作点 Q 有无影响？对放大倍数 AU 有无影响？ 放大电路中，那些元件是决定电路的静态工作点的？ 试分析输入电阻 Ri 的测量原理（两种方法分别做简述）。二、 设计目的a) 掌握单管放大电路的静态工作点和电压放大倍数的测量方法。b)三极管在不同工作电压下的共基
2、放大系数的测定。c) 了解电路中元件的参数改变对静态工作点及电压放大倍数的影响。d)掌握放大电路的输入和输出电阻的测量方法。三、 所需仪器设备a) 示波器b)低频模拟电路实验箱c) 低频信号发生器d)数字式万用表e) PROTUES 仿真四、 设计原理a) 设计原理图如图 1 所示分压式稳定共射极放大电路图 1 分压式稳定共射极放大电路b)对电路原理图进行静态分析与反馈分析说明分压式对电路稳定性的作用。静态分析：当外加输入信号为零时，在直流电源 的作用下，CV三极管的基极回路和集电极回路均存在着直流电流和直流电压，这些直流电流和直流电压在三极管的输入、输出特性上各自对应一个点，称为静态工作点。
3、静态工作点的基极电流、基极与发射极之间的电压分别用符号 和 表示，集电极电流、集电极与发射极之BQIEU间的电压则用 和 表示。 C为了保证 的基本稳定，要求流过分压电阻的电流 ,为BQ BQRI此要求电阻 小些，但若 太小，则电阻上消耗的功率将增大，21,R21,R而且放大电路的输入电阻将降低。在实际工作中通常用适中的值。一班取 ,常常取 10 倍，而且使 ，21,RBQRII)105( BEQBQU)105(常常取 5 倍分析分压式工作点稳定电路的静态工作点时，可先从估算 入手。 BQ由于 ，可得 BQRICbBQVRU21然后可得到静态发射极电流为 CQBEQEQIIee对于硅管一般 V
4、UBE7.0则三极管 c、e 之间的静态电压为 )R(ReecCQCQCEIVI最后得到静态基极电流为 CQBI。反馈分析： 在图 1 所示的电路图中，三极管的静态基极电位 由BQU经电阻分压得到，可认为其基本上不受温度变化的影响，比较稳CV定。当温度升高时，集电极电流 增大，发射极电流 也相应的增CQI EQI大。 流过 使发射极电位 升高，则三极管的发射极结电压EQIeREU将降低，从而使静态基极电流 减小，于是 也随之BU- BQICQI减小，最终使静态工作点基本保持稳定。c) 对电路进行动态分析，输入电阻与输出电阻对放大电路的作用。 输入电阻：从放大电路的输入端看进去的等效电阻。输入电
5、阻 的iR大小等于外加正弦输入电压与相应输入电流之比。 电压放大倍数beLrRAu即 iiIUR输入电阻这项技术指描述放大电路对信号源索取能力的大小，通常希望放大电路的输入电阻越大越好， 愈大，说明放大电路对信号iR索取的能力越强，即输入放大电路的信号越多，消耗到电源内阻上的信号越少。输出电阻：从放大电路的输出端看进去的等效电阻。在中频段，当输入信号短路，输出端负载开路时，输出电阻 的大小等于外加输oR出电压与相应输出电流之比。即 LsR 0|UooIR输出电阻是描述放大电路带负载能力的一项技术指标，通常希望放大电路的输出电阻越小越好，由上图可知， 越小，说明放大电路oR的带负载能力越强。 放
6、大器的输入电阻应该越高越好，这样可以提高输入信号源的有效输入，将信号源的内阻上所消耗的有效信号降低到最小的范围。而输出电阻则应该越低越好，这样可以提高负载上的有效输出信号比例，提高放大电路带负载能力。co b2b1bei /Rr beLrAu Lc/R五、 设计步骤1. 三极管共射放大系数 的测定(1) 按图 2 连接共射极放大电路。rbe eb cRc RL oUbIIiU bI+Rb2Rb1图 2 共射极放大电路(2) 共射放大系数 测量静态工作点 仔细检查 Ib 平均值 = 3.554 uA；Ic 平均值 = 0.441 mA；124 .1 。值bI结论：首先把滑动变阻器的阻值调到最大
7、，求出最小电流ibmin=1.79uA,再连续调小滑动变阻器 Rv1 的阻值从而引起 ib测量值Ib1(uA) Ib2(uA) Ib3(uA) Ib4(uA) Ib5(uA) Ib6(uA) Ib7(uA) Ib8(uA) 平 均 值bIb9(uA) Ib10(uA)3.25 3.31 3.38 3.44 3.51 3.58 3.65 3.73 3.554 3.80 3.89Ic1(mA)Ic2(mA)Ic3(mA)Ic4(mA)Ic5(mA)Ic6(mA)Ic7(mA)Ic8(mA)平 均 值cIc9(mA)Ic10(mA)0.410.410.420.430.440.440.450.460.
8、4410.47 0.48与 ic 的连续变化，当 ic 不在随 ib 连续变化时记下此时的 ib 值为 ibmax=3.55uA。 ib =（ibmin+ibmax ）/2=2.67uA。调整滑动变阻器 Rv1 使得微安表的示数为 ib=2.67uA 左右，我取2.67uA。记录下毫安表的示数 ic=0.33 毫安，如图一所示。=ic/ib=123.6上表可读出：随着 Ib 的增加， 的值也不断增加，但是当 Ib 达到一定值后， 的值又随着降低。2. 三极管共射放大倍数的设计(1) 根据 -100，得： 100 。ioLvr RbeVAVA(2) 根据题意有输出电阻 Ro3k，设 Rc=3k，
9、而 RL=10K，由此得，=Rc/RL= 2.3 。 Lk故 2.85 ，由 得VbeARr BQEQbe II 26mv30 26v130r ）（ 10.2uA。30v26beBQrmI由电路图 2 可知， 357.7 。BQIRv-becb k连接电路，对电路进行微调，使放大电路的放大倍数为 VA100 ，测得 IBQ= 15.0uA ，V BEQ= 0.67V 。3. 分压式稳定共射极放大电路设计(1) 设 Re=0.6k，由 IBQ=15uA 可知 VBQ= VBEQ +IBQ(1+ )Re= 1.76 V。得：V BQ= 1.76V。(2) 按工程设计可知，电路原理图如图 1 所示，
10、流经 R1、 R2 的电流0.15mA，可知 39 BQI10 BQIVcR021 k 1又因： 21cV-RBQ 2联立 解方程组得： 1 2R1= 12 、R 2= 27kk(3) 分别接入耦合电容、旁路电容，C 1、C 3 约 10uF。在三极管基极 B 接入直流电流表，在 R1、 R2 两端分别接入可变电阻RV1、R V2，微调 RV1、R V2 使 IB= IBQ= 15 uA。(4) 直流反馈过程：（说明当温度变化时对此电路的静态工作点的影响）三极管的静态基极电位 由 经电阻分压得到，可认为其基本BQUCV上不受温度变化的影响，比较稳定。当温度升高时，集电极电流增大，发射极电流 也
11、相应的增大。 流过 使发射极电位CQI EQIEQIeR升高，则三极管的发射极结电压 将降低，从而使EUBU-静态基极电流 减小，于是 也随之减小，最终使静态工作点基BQICQI本保持稳定。_4. 分压式稳定共射极放大电路各参数的测定(1) 放大信号的放大倍数的测定将低频信号发生器和万用表接入放大器的输入 Vi，放大电路输出端接入示波器，如图 2 所示，信号发生器和示波器接入直流电源，调整信号发生器的频率为 10KHZ，输入信号幅度为 5mv 的正弦波，从示波器上观察放大电路的输出电压 VO 的波形，分别测Ui 和 UO 的值，求出放大电路电压放大倍数 AV。则 AV= 96 。则放大误差为：
12、 4 。(2) 保持输入信号大小不变，改变 RL，观察负载电阻的改变对电压放大倍数的影响，并将测量结果记入表 2 中。低 频 信 号发 生 器 放 大 电 路 示 波 器示 波 器 RLUiUo表 2 电压放大倍数实测数据（保持 Vi 不变）RL Vo/mV Vi/mV AU 测量值AU 理论值误差1K 136 3.54 42 100 585K 287 3.54 78 100 22结论：在 Ui 不变的情况下，随着 RL 的增加，Au 增加，Au 测量值与 Au 理论值的差减小，误差减小。在一定范围内，即负载越大，误差越小。(3) 观察工作点变化对输出波形的影响调整信号发生器的输出电压幅值（增
13、大放大器的输入电压Ui），观察放大电路的输出电压的波形，使放大电路处于最大不失真状态时（同时调节 RP1 与输入电压使输出电压达到最大又不失真），记录此时的 RP1RB11 值，测量此时的静态工作点，保持输入信号不变。改变 RP1 使 RP1RB11 分别为 25K 和100K，将所测量的结果记入表 3 中。（注意：观察记录波形时需加上输入信号，而测量静态工作点时需撤去输入信号。）表 3 Rb对静态、动态影响的实验结果（万用表）静态测量与计算值 输出波形（保持 UI 不变）判断失真性质RL= 结 果Rv1R 1 Ic/mA V E/V V B/V V CE/V Ri35k 2.52 1.37 2.07 0.96 1.6k 上不失真，下不失真 不失真23k 2.3 1.77 245 1.4 1.47k 上不失真，下失真 截止失 真63K 1.26 1.1 1.8 3.48 1.67k 上失真，下不失真 饱和失 真(4) 测量放大电路的输入电阻 Ri 与误差方法一：测量原理如图 3 所示，在放大电路与信号源之间串入一固定电阻 1.6k ，在输出电压 Vo 不失真的条件下，iRs10K 334 3.54 92 100 820K 363 3.54 100 100 0 500 3.54 100 100 0
