单管分压式稳定共射极放大电路设计报告

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 Ri 1k ，输出电阻 Ro2k 用分压 式稳定单管共射极放大路进行设计。 RL=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

2、) 三极管在不同工作电压下的共基放大系数的测定。 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i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 Vcc的作用下， 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

3、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。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 I BQ和 UBEQ 表示，集电极电流、集电极与发射极之间的电压 则用 Icq 和U CEQ表示。 为了保证 U BQ的基本稳定，要求流过分压电阻的电流 IR IBQ ,为此 要求电阻R1, R2小些，但若 R1, R2太小，则电阻上消耗的功率将增大， 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R1,R2 值。一班取Ir （510）Ibq,常常取10 倍，而且使Ubq （510）Ubeq，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Ubq 入

4、手。 由于Ir Ibq，可得 Rb1 Ubq VCC Rb1 Rb2 然后可得到静态发射极电流为 U eq u BQ U BEQ |eq|cq ReRe 对于硅管一般 Ubeq 0.7V 则三极管c、e之间的静态电压为 UCEQ VCC I CQ Re VCC |CQ（Rc Re） 最后得至U静态基极电流为 I cq |bq 反馈分析： 在图1所示的电路图中，三极管的静态基极电位 Ubq由Vcc 经电阻分压得到，可认为其基本上不受温度变化的影响，比较稳定。 当温度升高时，集电极电流Icq增大，发射极电流Ieq也相应的增大。Ieq 流过巴使发射极电位UEQ升高，则三极管的发射极结电压 Ubeq

5、Ubq - Ueq将降低，从而使静态基极电流 Ibq减小，于是 Icq也随之 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 输入电阻：从放大电路的输入端看进去的等效电阻。输入电阻 兰的 大小等于外加正弦输入电压与相应输入电流之比。 Ii 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， Ri愈大，说明放大电路对信号索取 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Ro的大小等

6、于外加输出电 压与相应输出电流之比。 即Ro UO|us0RL Io 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，Ro越小，说明放大电路的带 负载能力越强。 放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。 o Ri Ro Au rbe Rb1 Rb2 Rc Rl beRlRc / Rl 五、设计步骤 1. 三极管共射放大系数B的测定 (1) 按图2连接共射极放大电路。 图2共

7、射极放大电路 (2) 共射放大系数B测量静态工作点 仔 测量值 细 I b平均值 I b1(uA) 检 I b2(uA) I b3(uA) I b4(uA) I b5(uA) I b6(uA) I b7(uA) I b8(uA) I b9(uA) I b10(uA) 3查5 3.31 3.38 3.44 3.51 3.58 : .65 3.73 3.55 3.80 3.89 I 4 1 c1(m b 1 c2(m 1 c3(m 1 c4(m I c5(m I c6(m I c7(m I c8(m I c平均值 I c9(m I c10( A) 平 A) A) A) A) A) A) A) A)

8、 mA) 0.4 均 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 1 1 2 3 4 4 5 6 41 7 8 =3.554 uA ; b平均值 结论：首先把滑动变阻器的阻值调到最大，求出最小电流 ibmi n=1.79uA,再连续调小滑动变阻器 Rv1的阻值从而引起 ib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

9、所示。 B=ic/ib = 123.6 上表可读出：随着lb的增加，B的值也不断增加，但是当lb达到一 定值后，B的值又随着降低。 2. 三极管共射放大倍数的设计 (1)根据Av旦 “ Vi rbe -100，得：A 100。 根据题意有输出电阻 Ro3k，设Rc=3k，而RL=1OK，由此 得，Rl =Rc/R L= 2.3 k。 AV 故 rbe耳 2.85 k，由 rbe 300 (1 )沁 300 沁 得 I EQI BQ 1 BQ 26mv rbe 300 10.2uA 由电路图2可知，Rb晋 连接电路，对电路进行微调，使放大电路的放大倍数为Av 100 ，测得 Ibq=15.0uA

10、, Vbeq=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二 Vbeq +Ibq(1+ )Re= 1.76 V。 得：Vbq二 1.76V。 (2) 按工程设计可知，电路原理图如图1所示，流经Ri、R2的电流 0.15mA，可知口 R1 当Rs = 4.7K Q时, 测出输出电压Uo2，并按下式计算Ri Ri Uo2 Uo1 Uo2 Rs 信号发生器Rs放大电路 图4 Ri测量原理二 则输入电阻Ri二1.43k Q。 其输入电阻误差为：0.17k Q。 (5)测量输出电阻Ro与误差 输出电阻Ro的测量原理如图5所示，在输出电压Uo波形保持 不失真的条件下，用示波器测出空载时的输出电压 Uoi和带负载时 的输出电压Uo，按下式计算Ro Ro 1)Rl (Uo 信号发生器Rs放大电路 图5 Ro的测量原理图 则输出电阻Ro=1.92k Q。 其输出电阻误差为：0.08k Q