多级放大电路电子技术课程设计

1、潍 坊 大 学电子技术课程设计说明书 题 目： 系 部： 专 业： 班 级： 学生姓名: 学 号: 指导教师: 2021年 月 日目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc353628971 第一章 放大电路根底1 HYPERLINK l _Toc353628972 放大电路 PAGEREF _Toc353628972 h 2 HYPERLINK l _Toc353628973 1.1.1 放大电路组成 PAGEREF _Toc353628973 h 2 HYPERLINK l _Toc353628974 1.1.2 直流通路和交流通路 PAGEREF _Toc3

2、53628974 h 3 HYPERLINK l _Toc353628975 第二章 放大电路工作状态分析 PAGEREF _Toc353628975 h 5 HYPERLINK l _Toc353628976 2.1 解析法确定静态工作点 PAGEREF _Toc353628976 h 5 HYPERLINK l _Toc353628977 2.2 电路参数对静态工作点的影响 PAGEREF _Toc353628977 h 5 HYPERLINK l _Toc353628978 2.2.1 Rb对Q点的影响 PAGEREF _Toc353628978 h 5 HYPERLINK l _Toc

3、353628979 2.2.2 Rc对Q点的影响 PAGEREF _Toc353628979 h 6 HYPERLINK l _Toc353628980 2.2.3 UCC对Q点的影响 PAGEREF _Toc353628980 h 6 HYPERLINK l _Toc353628981 2.3 放大电路的动态分析 PAGEREF _Toc353628981 h 6 HYPERLINK l _Toc353628982 2.3.1 图解法分析动态特性 PAGEREF _Toc353628982 h 6 HYPERLINK l _Toc353628983 2.4 放大电路的非线性失真 PAGERE

4、F _Toc353628983 h 7 HYPERLINK l _Toc353628984 2.4.1.由三极管特性曲线非线性引起的失真 PAGEREF _Toc353628984 h 7 HYPERLINK l _Toc353628985 2.4.2 工作点不适宜引起的失真 PAGEREF _Toc353628985 h 8 HYPERLINK l _Toc353628986 2.5 共发射极放大电路的分析 PAGEREF _Toc353628986 h 9 HYPERLINK l _Toc353628987 放大电路的性能指标 PAGEREF _Toc353628987 h 9 HYPER

5、LINK l _Toc353628988 2.5.2 共e极放大电路 PAGEREF _Toc353628988 h 10 HYPERLINK l _Toc353628989 第三章 两级放大电路设计 PAGEREF _Toc353628989 h 12 HYPERLINK l _Toc353628990 总结 PAGEREF _Toc353628990 h 14第一章 放大电路根底1.1.1 放大电路组成三极管可以利用控制输入电流从而控制输出电流,到达放大的目的。 我们可利用三极管的上述特性来组成放大电路。三极管有三种根本连接方式如下图(a)共(发)射极电路 (b)共集电极电路 (c)共基极

6、电路 图1.1 放大电路中三极管的三种连接方法图1.2 共发射极电路组成(1) 为保证三极管V工作在放大区, 发射结必须正向运用; 集电结必须反向运用。图中Rb, UBB即保证e结正向运用; Rc, UCC保证c结反向运用。2图中Rs为信号源内阻；Us为信号源电压；Ui为放大器输入信号。电容C1为耦合电容, 其作用是: 使交流信号顺利通过加至放大器输入端，同时隔直流, 使信号源与放大器无直流联系。C1一般选用容量大的电解电容, 它是有极性的, 使用时, 它的正极与电路的直流正极相连, 不能接反。C2的作用与C1相似, 使交流信号能顺利传送至负载, 同时, 使放大器与负载之间无直流联系。 图 单

7、电源共发射极放大电路1. 直流通路和交流通路图 电路的直流通路和交流通路可画成如图 (a)、(b)所示。 图 根本共e极电路的交、直流通路放大电路的分析主要包含两个局部: 直流分析, 又称为静态分析, 用于求出电路的直流工作状态, 即基极直流电流IB; 集电极直流电流IC; 集电极与发射极间直流电压UCE。 交流分析, 又称动态分析, 用来求出电压放大倍数、 输入电阻和输出电阻三项性能指标。 第二章 放大电路工作状态分析2.1 解析法确定静态工作点由图(a)所示, 首先由基极回路求出静态时基极电流IBQ (2-1)硅管：硅管：锗管：锗管： (2-2)根据三极管各极电流关系, 可求出静态工作点的

8、集电极电流ICQ：再根据集电极输出回路可求出UCEQ 再根据集电极输出回路可求出UCEQ (2-4) 2.2 电路参数对静态工作点的影响2.2.1 Rb对Q点的影响图2 .1 电路参数对Q点的影响2. Rc对Q点的影响Rc的变化, 仅改变直流负载线的N点, 即仅改变直流负载线的斜率。 Rc减小, N点上升, 直流负载线变陡, 工作点沿iB=IBQ这一条特性曲线右移。Rc增大, N点下降, 直流负载线变平坦, 工作点沿iB=IBQ这一条特性曲线向左移。如图2 .1(b)所示。2.2.3 UCC对Q点的影响 UCC的变化不仅影响IBQ, 还影响直流负载线, 因此, UCC对Q点的影响较复杂。 UC

9、C上升, IBQ增大, 同时直流负载线M点和N点同时增大, 故直流负载线平行上移, 所以工作点向右上方移动。 UCC下降, IBQ下降, 同时直流负载线平行下移。所以工作点向左下方移动。如图2 .1(c)所示。 实际调试中, 主要通过改变电阻Rb来改变静态工作点, 而很少通过改变UCC来改变工作点。 放大电路的动态分析2.3.1 图解法分析动态特性1. 交流负载线的作法图图2.2 交流负载线的画法交流负载线具有如下两个特点: (1) 交流负载线必通过静态工作点, 因为当输入信号ui的瞬时值为零时, 如忽略电容C1和C2的影响, 那么电路状态和静态时相同。 (2) 另一特点是交流负载线的斜率由

10、表示。 过Q点, 作一条 的直线, 就是交流负载线。首先作一条 的辅助线(此线有无数条), 然后过Q点作一条平行于辅助线的线即为交流负载线, 如图2 - 7所示。由于 , 故一般情况下交流负载线比直流负载线陡。交流负载线也可以通过求出在uCE坐标的截距, 再与Q点相连即可得到。 (2-5) 连接Q点和 点即为交流负载线。 2.4 放大电路的非线性失真.由三极管特性曲线非线性引起的失真图2.3 三极管特性的非线性引起的失真2.4.2 工作点不适宜引起的失真图图2.4 静态工作点不适宜产生的非线性失真放大电路存在最大不失真输出电压幅值Umax或峰-峰值Up - p。最大不失真输出电压是指: 当工作

11、状态已定的前提下, 逐渐增大输入信号, 三极管尚未进入截止或饱和时, 输出所能获得的最大不失真输出电压。如ui增大首先进入饱和区, 那么最大不失真输出电压受饱和区限制, Ucem=UCEQ-Uces; 如首先进入截止区, 那么最大不失真输出电压受截止区限制, Ucem=ICQR, 最大不失真输出电压值, 选取其中小的一个。如下图, 图 最大不失真输出电压 共发射极放大电路的分析(1) (1) 电压放大倍数Au。 (2-6) (2-7) (2) 电流放大倍数Ai。 (2-8) (3) 功率放大倍数Ap。 (2-9) (4) 输入电阻ri。 (2-10) (5) 输出电阻ro。 (2-11) 图

12、ro测量原理图2.5.2 共e极放大电路图图2.7 共e极放大电路及其微变等效电路 (1) 电压放大倍数 (2-12)(2) 电流放大倍数 由等效电路图(b)可得IiIb, IoIc=Ib, 那么(2-13)考虑Rb的作用, 电流在输入端存在分流关系。考虑负载Rc、RL的影响, 电流在输出端也存在一个分流关系。 (3) 输入电阻ri: 由图2.7(b)可直接看出ri=Rbri, 式中由于 Ui=Ibrbe，所以 ri=rbe。当Rbrbe时, 那么 ri=Rbrberbe (2-14)(4) 输出电阻ro: 由于当Us=0时, Ib=0, 从而受控源Ib=0, 因此可直接得出 ro=Rc。 注

13、意, 因ro常用来考虑带负载RL的能力, 所以, 求ro时不应含RL, 应将其断开。 (5) 源电压放大倍数 (2-15)第三章 两级放大电路设计如图，设，晶体管，请计算、和。图解：V1管的直流通路如下图：同理可得：图图 交流等效电路如下图：又有：故：总结本次设计主要分析两级放大电路。从单级放大电路入手，然后在研究两级放大电路，在我们实际应用中，放大电路的输入信号都是很微弱的，一般为毫伏级或微伏级。为获得推动负载工作的足够大的电压和功率，需将输入信号放大成千上万倍。由于前述单级放大电路的电压放大倍数通常只有几十倍，所以需要将多个单级放大电路联结起来，组成多级放大电路对输入信号进行连续放大，这在实际生活中是非常重要的，而多级放大电路又是从两级放大电路演变起来的，所以两级放大电路在电子电路中有着很重要的地位。通过这次设计的思考和查阅资料我不仅对放大电路有了深一层的认识还对功率放大器有了更深的学习。参考文献1. 黄义源.电子技术.长沙：湖南大学出版社，1989.2. 七版.北京：高等教育出版社，2021.3.石生编著.电路