两级放大电路的设计(参考版)

1、两级放大电路的设计（参考版）作者:日期:设计指标：Av>250, Ri 羽Ok Q, RL=5.1k Q BW=50Hz50kHz , D<5% 。设计条件：输入信号（正弦信号）：2mVC Vi屿mV，信号源内阻：Rs=50 Q,电源电压：Vcc=12V;半导体三极管 9013,参数：3=100, rbb' =300QC5pF, fT=150MHz , 3V<Vcc< 20VPcM=625mW, lcM=500mA, V（br）ceo=40V。1 .电路选型：小信号放大电路选用如图1所示两级阻容耦合放大电路，偏置电路采用射极偏置方 式，为了提高输入电阻及减小失真

2、，满足失真度D<5%的要求，各级射极引入了交流串联负反馈电阻。2 指标分配：要求Av>250，设计计算取Av=300,其中T1级Av1=12, Av2=25; R0k Q要求较高, 一般，T1级需引入交流串联负反馈。3. 半导体器件的选定指标中，对电路噪声没有特别要求，无需选低噪声管；电路为小信号放大，上限频 率fH=50kHz,要求不高，故可选一般的小功率管。现选取 NPN型管9013,取3=100。4. 各级静态工作点设定动态范围估算：T1 级：Vim 2Vimax =5、2mV, AV1 =12,乂皿尸 A vV 扁2 5一2 二 84mVT2 级：Vim2 二 V°

3、;m1 =84mV , Av2 =25 ,Vo m2二 A vV i 詔584 二 2.1V为避免饱和失真，应选 :CCEQ XVom +VCE(sat)；可见T1级VCEQ1可选小些，T2级VCEQ2可选大些。Icq取值考虑：设定主要根据IcQ-lcM - I CEQ,由于小信号电压放大电路IcM较小; 另从减小噪声及降低直流功率损耗出发，Ti、T2工作电流应选小些。Ti级静态工作点确定：取為_3kQ,依证1二告,可推得1 CQ1ICQ1 J 其中 一：=100, rbb'=300, VT =26mV bel bb '可求得"30鵠"96沁选 I cqi

4、= 0.7mA ,1 bqiI CQ1=0.07mA , Vceqi =2V>0.12VT2级静态工作点确定:选：=1.2mA , Ibq20.012mA , V ceq2 二 4V>3V般应取I CQ2 ' I CQ1VCEQ2 ' VCEQ15 偏置电路设计计算(设Vbeq =0.7V )Ti级偏置电路计算：取 I Rb1 =10IbQ1 =10 0.007 = 0.07mA1 1VbqiVcc =3 12 = 4V故:"曾二需廿.286取标称值120 kQ2211PRb1 =Ib1 Rb1 =0.07 120 = 0.588mWvw选 為120 k

5、Q /W8 8R)2 二 VBa 44463.492k Q 取标称值62 k QI Rb2I Rb1 I BQ10.070.0070.063PRb2 Tb22Rb2 H0.0632 60.246mW<W 选 R,2 62 k Q /-W8 8D儿己 氏1 _I EQ1-(1 JIBQ1B 4-1。.7101 0.073.30.707:4.67kQPrc1' =Ieq1 R）1' = 0.707 0.3 = 0.15mV< -8Prc1“ = IeQ22Rc1- =0.7072 4.7 =2.15mW<1 0.42mW< W 选 Rb4 36 k Q/W

6、88W1选 R/ 300/W81 选 R/' 4.3k/ W8VCC _ VCEQ1 _ VEQ1VCC - VsEQ1 - （VBQ1 _ VBEQ1 ）12-24，0.7RC11 CQ11 CQ10.79.571kQ取标称值9.1k Q1选 RC19.1 k Q/W82 2 1PRc1 = I Cq1 巳=0.79.1 = 4.46mW< W8T2级偏置电路计算:取 I Rb3 =10lBQ3 =1° 0.012 = 0.12mA1 1VBQ2 =§Vcc 石 12=4V故:Vcc%2詁 5I Rb3取标称值68 k Q选 R.3 68 k Q/二 W82

7、 2 1PRb3"Rb3Rb3 212 68 =0.979mW<8WVBQ236 k QVBQ2I Rb4 丨 Rb3 -丨 BQ2 O.12 - °.°124PRb4 - I Rb4 Rb4 =°.10836 -VBQ2 _VBEQ2VBQ2 _VBEQ240.71 EQ2R -竺=2.723k Q（1： ）IBQ2 101 0.0121.212Re2分为 Re2'（交流负反馈）、Re2 '',取 Re2 56 1 , Re!'2.7k Q2 2 1Prc? =Ieq2 尺2' =1.2120.056 =

8、0.082mW<W8Prc2“ = IeQ22Rc2- =1.2122 2.7 二 3.97mW<-W811选捡 56/_W选Re2'' 2.7k/W88Rc2 二Vcc _Vceq2 一监2一4一4 0.7=3.92kQI CQ21.2取标称值3.9k Q3.9 k Q/-W8dooIPRc2 = ICQ2 R2 = 1.2 3.9 二 5.62mW< 一 W选 RC286 静态工作点的核算Ti级:1 CQ1VCC - VBEQ1Rb1Rb2Rb1Rb2(1JRei= 10012-0.7120 62120 62120 62101 4.6=0.67mAVCEQ

9、1-VCC - 1 CQ1 Rc1 - (1- ) :- Re10.67=12-0.679.1-1014.6 = 2.79V100符合设计要求。I CQ2Rb3 ' Rb4Vcc VbeQ2Rb3Rb4(1- ) Re2= 10012-0.768 3668 3668 36二 1.144mAVCEQ2 VCC-ICQ2Rc2 -(1 J 鸟Re2101 2.7561 144=12-1.1443.9-1012. 756二 4. 354V100符合设计要求。7 电容器的选择C1：-VT26rbe=rbb' 匚=300 1004.18k QI c q 10.67R,=r be(1：)R

10、 $4.18 101 0.3=34.48k Q120 汉 62Rb"Rb/R 辽 12=40.88k Q"Rby/Rh 40.88 34.18.7k QRb' Ri1 40.8834.48Rs = 50 QC1-(310)12 Ml(Rs R)-(3 10)12 n 50 (0.05+18.7)103-(3 10) 1.7 =5.1 折17 疔 取 G =10 折选 C1 10mF/16VC2：R()i = R c 19 .口 V26be2=r b b' 2300 1002.573k Q1 C Q 210144R2'=r be2(1：)R e2.57

11、3 101 0.056 =8.23kQRbR b 3/ R 庐 68 36 = 23.54k Q68 36R2=R b'/R 冷 23.54 8.23 = 6.1kQ2.54 8.23C2 _(310)12Ml(Ro1+R )二(3 10)212 n 50 (9.1+6.1) 103= (3 10) 1.99 =5.97 疔19.9 折 取 C2 =10 疔选 C2 10 折/16VC3：C3 _(3 10)12 n_ (Re 2 R严10)2 n 50 (3.9+5.1)103=(3 10) 3.54 =10.62(jF35.4(J- 取 C3 =10折 选 C 3 10 mF/16

12、VCe1C“ -(3 10)12Re1 ''=(3 10)2n 50 4.3 103=(3 10) 7.4 = 22.2(F74 pF取Ce1=47折选 Ce1 47 尸/16VCe2：12 n 50 2.7 1031Ce2 -(310)(310)2 nL %2=(310) 1.18 =3.54 尸11.8折取 Ce2=47 尸选 Ce2 47 pF/16V8.指标核算Ri=18.7kQ >10kQ满足设计要求Rj=R2=6.1k Q= RcR2 =9.1 6.19.1 6.1二 3.652k'1二100 I65? 一 1134.483.9 5.1Rl 二 RC2

13、Rl2.21k13.9 5.1R2.21Av?l = -10026.85R28.23A：二 A：! A；二-11 (-26.85) = 295250 满足设计指标要求核算fH、fL :iL1 =(Rs + R)G =(0.05+18.7)x103x10x10°=187.5ms农 / Rb + rhe1，”农 + rhe1，”e1 二(仝h 回 Re1)Re1Ce1 ：空 &1) Re1】C“1+P1 + P0.342 4.3 103 47 1014.89ms0.342 4.3L2 珂氐 R?)。？ =(9.1 6.1) 103 10 10= 152msRe1 / R4 + r

14、he2'”,?=(!号 h4 型 FU)Re2Ce21 +戸0.146 2.70.146 2.7103 47 10= 0.139 103 47 10“ = 6.51ms2c2 n-'2 n 1.1511 J 1 J 亠 103Lj 2 n 1.15 187.5 14.89 1526.51= 32.2Hz < 50Hz满足设计要求gm1 -1 CQ1 VTgm2 =1 CQ2VT1.14426=44ms四=25.77ms26q '30.65x 3.883R10 <Rs/R.砧(1 ：)Reir 110 = 3.444k Q30.65 + 3.88iH1 =尺°C把=3.444 汉 103 域150汉10二2 = 0.5166 gRL -25.77 3.652 二-94.112R20 =Ro(1 gm1Ru) Ru =3.444 103 95.112 3.652 10 -331.218k Q312H2 二 R20Cm = 331.218 103 5 10=1.656 gR30 Rc / Rbrbb2(1兄*12.519 2.27312.519 2.27310 1.924k Q312H3 二 RoC =