单级阻容耦合晶体管放大器设计0

1、 2015 2016学年 第1 学期 模拟电子技术 课 程 设 计 报 告题 目： 单级阻容耦合晶体管放大器设计专 业： 电子信息工程 班 级： 14电信1班 姓 名： 汪乐、李星宇、蔡诚、张志 董建、 李端龙 指导教师： 吴 慧 电气工程系 2015年11月27日1、任务书课题名称指导教师（职称）吴慧（讲师） 执行时间2015 2016学年第1学期 第12周学生姓名学号承担任务张志1409121042设计实验 模拟仿真 书写报告汪乐1409121058设计实验 实验报告排版 李星宇1409121054设计实验 实验报告排版董健1309121007模拟仿真蔡诚1409121001 模拟仿真李端

2、龙1409121014校对实验设计目的1、学习晶体管放大器的设计方法；2、研究静态工作点对输出波形的影响及静态工作点的调整方法；3、掌握静态工作点、电压放大倍数和输入电阻、输出电阻的测试方法；4、研究信号源内阻对波形失真的影响。设计要求（1）设计一个分压式电流负反馈偏置的单级共射极小信号放大器，输入和输出分别用电容与信号源及负载之间耦合，设置静态工作点，计算电路元件参数，拟定测试方案和步骤；（2）画出原理图，测量并调整静态工作点。（3）测量设计好的电路的偏置电压和电流；（4）测量所设计电路的实际电压放大倍数；（5）测量所设计电路的实际输入、输出电阻；（6）给所设计的电路加上频率为20Kz，大小

3、合适的正弦波，调节偏置电阻，用示波器预测输出波形在无失真、饱和失真和截止失真三种情形下，记录相应的偏置电阻大小、ICQ和波形，并绘制表格；（7）对电路进行仿真，打印仿真结果；（8）撰写设计报告摘 要电子技术是电类专业的一门重要的技术基础课，要想很好的掌握电子技术，除了掌握基本器件的原理，电子电路的基本组成及分析方法外，还要掌握电子器件及基本电路的应用技术，课程设计就是电子技术教学中的重要环节。本课程设计就是针对模拟电子技术这门课程的要求所做的，同时也将学到的理论与实践紧密结合。本实验设计一个分压式电流负反馈偏置的单级共射极小信号放大器，输入和输出分别用电容与信号源及负载之间耦合，设置静态工作点

4、，计算电路元件参数。 通过本次设计能使我们对电子工艺的理论有了更进一步的系统了解。培养了我们团队合作的能力，在讨论设计方案中体会到了团队的力量。目 录绪 论3第二章 工作原理及基本关系42.1工作原理42.2基本关系式4 2.2.1条件分析42.2.2.主要技术指标62.2.3电路工作原理6第三章 电路的设计与调试83.1电路设计8第四章 实验数据测量与记录94.1测量电压增益94.1.1测量通频带BW94.1.2测量输入电阻9第五章 实验分析与研究115.1影响放大器电压增益的因素115.1.1影响放大器通频带的因素115.2波形失真的研究11第六章 实验总结12第七章 参考文献13 绪 论

5、 通过对模拟电子技术的学习，我对这门课程有了深入的了解，学到许多专业性的知识，如半导体二极管.、三极管以及基本放大电路的分析方法和应用、负反馈放大电路与基本运算电路性能与作用等一系列与电子信息相关的专业知识。然而，随着科技的发展，电子及技术也在飞速的发展，对电子技术的要求也越来越高，所以对动手能力的要求也越来越高。正因为如此铜陵学院电气工程学院开设的模电课程设计对学生的动手能力可谓是非常重要。在实际工作中，电子技术人员需要分析仪器的器件，电路的工作原理；验证器件.电路的性能指标；设计并制作各种电路的样机。所有这些都离不开实验。此外，通过做实验不仅可以让我们更加熟练的掌握课程理论培养我们正确处理

6、实验数据，分析和综合实验结果、检查和排除故障的能力。最重要是培养我们勤奋、进取、严肃认真、理论联系实践的作风和为科学事业奋斗到底的精神。我们要掌握晶体管放大器的设计方法、研究晶体管放大器静态工作点对输出波形的影响及静态工作调整方法，通过课程设计，我们可以提高我们的动手能力和工程设计能力，为以后走向工作岗位打好基础。在本次实践中，得到了老师和同学们大力帮助，同时也得到了其他一些宝贵的意见，在此表示真心的感谢。由于我们对电子技术了解不是特别的全面，所以不足之处还望见谅，同时真心希望老师以及其他读者给予批评和指正，谢谢。 2015年11月27日 12第二章 工作原理及基本关系2.1工作原理 晶体管放

7、大器中广泛应用图所示电路，称之为阻容耦合共射极放大器。它采用的是分压式电流负反馈偏置电路，放大器的静态工作点Q主要由及电源电压+所决定，该电路利用电阻的分压固定基极电位.如果满足条件,当温度升高时,结果抑制了的变化，从而获得稳定的静态工作点。图2-1单级阻容耦合晶体管放大器设计2.2基本关系式2.2.1条件分析 只有当时，才能保证恒定。这是工作点恒定的必要条件，一般取 负反馈愈强，电路的稳定性愈好。所以要求即一般取电路的静态工作点由下列关系式确定：=对于小信号放大器，一般取=0.5mA2mA,=(0.20.5)=电压放大倍数式中，=；为晶体管输入电阻，即输入电阻 放大器的输入电阻反映了放大器本

8、身消耗输入信号源功率的大小。若 （信号源内阻），则放大器从信号源获取较大电压；若，则放大器从信号 源吸取较大电流；若，则放大器从信号源获取最大功率。用“串联电阻法”测量放大器的输入电阻，即在信号源输出与放大器输入端之间，串联一个已知电阻R（一般以选择R的值接近的值为宜），如图所示。在输出波形不失真的情况下，用晶体管毫伏表或示波器，分别测量出与的值，则=式中。为信号源的输出电压值。输出电阻 式中，为晶体管的输出电阻。 要严格计算电容、及同时存在时对放大器低频特性的影响，较为复杂。在工程设计中，为了简化计算，通常以每个电容单独存在时的转折频率为基本频率，再降低若干倍作为下限频率。如果放大器的下限频

9、率已知，则可按下列表达式估算：通常取=。已知+Vcc=12V， =2k，晶体管3DG100，0.5mv（有效值），。2.2.2.主要技术指标电路工作稳定性好。实验仪器：COS5020示波器1台，EE1641B信号源一台，DF1731SD直流电源一台，万用表一只。2.2.3电路工作原理 图所示电路为一典型的工作点稳定阻容耦合放大器。RP、组成电流负反馈偏置电路，为晶体管直流负载，与构成交流负载 、用来隔直和交流耦合。图2-2晶体管放大器第三章 电路的设计与调试3.1电路设计 根据3DG100的输出特性曲线，测得=60。要求2K 取= 0.8A则 =13A I1=（5-10） =104A若取 则

10、= 要求：根据电压放大倍数 求得： ，6.9F 取8F5.08F 取6F第四章 实验数据测量与记录4.1测量电压增益 在放大器输入端加上f=400HZ,Vi=100mv正弦波，在输出波形不失真时，测得和的波形如图所示由图可知：/=239.392mv/22.306mv=104.1.1测量通频带BW 测量方法参见书，将测量结果画在半对数坐标纸上，并连接成曲线。当放大器增益下降到中频的0.707倍时所对应的和，故得通频带BW为100-900KHZ。4.1.2测量输入电阻测量电路见第三章第一节，输入一固定信号电压，分别测得两端的输出电压V=8V，=7.72V，则=（8/7.72-1）2=2.4K 第五

11、章 实验分析与研究5.1影响放大器电压增益的因素 从求得的公式可知： 晶体管的，而，故不可太大。 ， 会使。5.1.1影响放大器通频带的因素 从求的公式可知： ，但增大后，电容的体积和价格也增大，设计时应综合考虑。 在晶体管发射极增加反馈电阻（约几十欧姆），可使，。5.2波形失真的研究当静态工作点过低时，会产生截止失真；过高时会产生饱和失真。改进办法：调整偏置电阻。截止失真时减小，提高，饱和失真时增大，以减小。第六章 实验总结 通过本次实验掌握了单级阻容耦合放大器的工程设计估算法和如何调整放大器的静态工作点，掌握了放大器的主要性能指标及其测量方法。尤其是对如何提高放大器的电压增益和扩展通频带的

12、体会较深。进一步熟悉了示波器、信号发生器和万用表的使用方法，以及如何来检查晶体管的好坏。在实验时应保持冷静，测试有条理，遇到问题要联系书本知识积极思考，同时一定要做好实验前的预习和实验中的数据记录，这样才能够在实验后有数据进行分析和总结，写出合格的实验报告。第七章 参考文献电子线路设计 实验测试 （第二版） 谢自美 主编电路与电子学（第3版 王文辉等编著放大电路 童安奇 樊友民何金茂主编，电子技术基础实验（第二版），高等教育出版社，1991 杨建国，宁改娣主编，电子技术基础开放实验实验指导书，轻印讲义，2003 王建校等编，MAX+PLUS应用入门，科学出版社，2000模拟电子技术教师手册 华

13、成英 高等教育7、答辩记录及评分表 课题名称答辩教师（职称）吴慧（讲师）、周旭胜（讲师） 答辩时间2015 2016学年第1学期 第12周答辩记录 汪乐问：阻容耦合的方式？ 答：将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输出端，称为阻容耦合方式。 李端龙问：阻容耦合的优缺点？ 答：优点：直流通路是相互独立的，电路的分析、计算和调试比较容易，是分立元件放大电路的主要耦合方式。缺点：阻容耦合放大电路的低频特性差，不能放大变化缓慢的信号。耦合电容容量较大，所以不便于集成化。 张志问：为什么要设立静态工作点？答：静态工作点不但决定了电路是否会产生失真，而且还影响着电压放大倍数、输入电阻等动态参数。所以要设立静态工作点。 李星宇问：晶体管有哪些作用？答：晶体管（transistor）是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关等其它功能。晶体管作为一种可变开关，基于输入的电压，控制流出的电流，因此晶体管可做为电流的开关，和一般机械开关（如Relay、switch）不同处在于晶体管是利用电讯号来控制，而且开关速度可以非常之快，在实验室中的切换速度可达10