兩級放大電路的設(shè)計

1、兩級放大電路的設(shè)計（參考版）設(shè)計指標(biāo)：Av>250, /?i>10kn, /?L=5.1k£2, BW=50Hz-50kHz, D<5%。設(shè)計條件：輸入信號（正弦信號）：2mV<Vi<5mV,信號源內(nèi)阻：/?s=50ft,電源電壓：Vcc=12V；半導(dǎo)體三極管 9013,參數(shù)：0=100, rbb,=300n, CH=5pF,/r=150MHz, 3V<Vcc<20V, PcM=625mVV, 7cM=500mA, V（br>ceo=40V。1. 電路選型：小信號放大電路選用如圖1所示兩級阻容耦合放大電路，偏置電路釆用射極偏置方 式，為

2、了提高輸入電阻及減小失真，滿足失真度D<5%的要求，各級射極引入了交流串 聯(lián)負(fù)反饋電阻。2. 指標(biāo)分配：要求Av>250,設(shè)計計算取Av=300,其中Ti級Avi=12, Av2=25； 7?i>10kH要求較 高，一般，Ti級需引入交流串聯(lián)負(fù)反饋。3. 半導(dǎo)體器件的選定指標(biāo)中，對電路噪聲沒有特別要求，無需選低噪聲管；電路為小信號放大，上限頻 率/H=50kHz,要求不高，故可選一般的小功率管?，F(xiàn)選取NPN型管9013,取“=100。4. 各級靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)定動態(tài)范圍估算：Ti 級：Vml = 5>/2mV,= 12,Kml=AAn =12x52 =84mV。T2 級：m

3、2=Kmi=84rnVMv2=25,%=25x84 = 23。為避免飽和失真，應(yīng)選：CcEQ"°m+VcEg）；可見T1級VCEQ1可選小些，T2級VCEQ2可選大些。?CQ取值考慮：設(shè)定主要根據(jù)/cQ二+，CEQ，由于小信號電壓放大電路人M較??； 另從減小噪聲及降低直流功率損耗出發(fā)，I；、T?工作電流應(yīng)選小些。T1級靜態(tài)工作點(diǎn)確定:取g A3kQ,依I =*+0、，可推得CQ1©=0% 其中0 = 100, z;b 1 = 300, VT = 26mVg -兒J可求得/(O < 叫"-=0.963mAy 3000-300選 ZCQ1 = 0.7m

4、A , &=如=0.07mA , VCEQ1 = 2V>0.12V pT2級靜態(tài)工作點(diǎn)確定:-般應(yīng)取，CQ2 >，CQ，VcBQ2 > VceqiCQ2選：/CQ2 = 1.2mA , ZBQ2 =- = 0.012mA , VCEQ2 = 4V>3V5.偏置電路設(shè)計計算（設(shè)eq=07V）Ti級偏置電路計算:取/畑=IO/bqj = 10x0.007 = 0.07mAVbq1=|Kc = |x12 = 4VV -Vio_ J.故：R =竺空=二=114.286RQ 取標(biāo)稱值 120 kQ 410.07bi =/bi2/?bi =0.072xl20 = 0.588

5、mW<lw 選 /?bl 120kH/lw8 8443亡二石兀二0.07-0.007 =瞼二222取標(biāo)稱值62辺饑2 =人譏2 = 0 0632 x62 = 0.246mW<- W8匕 qi Ureqi4 0.73.3=(1 + 0”BQI 101x0.070.7074.67RQPRcV = /IQl2/?cl. = 0.7072x0.3 = 0.15mW<-W8Aur =人=0.7072 x 4.7 = 2.15mW<- W選4-3kO/iw8nCC 一 CEQl 一 J EQiKci _f-ZCQl.c 一冬eqi -（%qi -？beqJ _ 12-2-4 + 0

6、.757時、，CQ1°7選RJ 300Q/1W取標(biāo)稱值9lkO=/cQI2/?d =0.72x9.1=4.46mW<-V 選 /?CI9.1 kft/-W8 8T2級偏置電路計算：取,Rb3 = 10，BQ3 = 10x0.012 = 0.12mA 阪冷條十12"V取標(biāo)稱值36 kil如補(bǔ)譽(yù)=肘".678取標(biāo)稱值6麗仏=/財心=0.122x68 = 0.979mW< 1W選心 68 kH/-W8，Rb3 _ /盹2RM0.12-0.012 一 0.108 一 37，°4kQEm = /財心=0.1082 x36 = 0.42mW<丄 W

7、 選常 36 kQ/-W8 8R _ 仏 - «叱 _ 仏 - ：02 _4一07_ 3.3 _ 7231（0e2 -/KQ2 一（1 + 0）仏 一10"0.012 一 1.212 '心分為（交流負(fù)反饋）、RJ，取代2 = 56Q, / = 2.7kQ血 丁 =人 oJ 凡丁 =1.2122 x 0.056 = 0.082mW< - W8他嚴(yán)=仏 = 1-2122x2.7 = 3.97mW<-W8選56Q/1W 選心” 2. 7kQ/lw8 8&2 =匕-勺滋二包-=12二4-4 + 0.7 = 3 92kQ取標(biāo)稱值39kQ，CQ2122 =

8、<q22/?C2 = L22 x3.9 = 5.62mW<-W選&? 3.9 kQ/-W8 86.靜態(tài)工作點(diǎn)的核算Ti級:V -VccD . P CC FBEQZC01 = 0仏=p= 100x，軟十蘭=0.67mAQ BQ "心心+(1 + 0)©120x62+101x4 6120 + 62CQ1冬吸嚴(yán)冬c-心幾-（1 + 0）芳心=12-0.67x9. l-101xx4.6 = 2.79V符合設(shè)計要求。2&Kr -仏2X12-0.7心=0人3 = P 卞 f= 100x茫6= 1.144mA3° 認(rèn)心+(1 + 0)心注+ 101x

9、2.75668 + 36K-EQ2%-心心-(1 + 0)護(hù)C21 144=12-1. 144x3. 9-lOlx-x2.756 = 4.354V 100符合設(shè)計要求。7.電容器的選擇 Ci：K26rh(.=佃 + 卩亠=300 + 100X =4.18kQ /cQi0.67Rj =氐 + (1 + 0)人=4.18+101x0.3 = 3448kGR' = /?. /?. = 120x62 = 4088kGb b, b2 120 + 62XMK"冬込=&7迄 b 11 RJ+RJ 40.88 + 34.48Rs = 50GC >(3-10)= (3 10)x7

10、2"l (Rs + K)2兀 x 50 x (0.05+ 18.7)xl03= (310)xl7 = 5l|iF17pF取 G =10pF選 G 10pF/16V=7?CI= 9.1kQV76廠=r + 0_!_ = 300 +100 x 一 = 2573kG 応E”仏10144RJ = rbc2 +(1 + 0)&2 = 2.573 + 101x 0.056 = 823kQR'9 = Rb. / Rm = 68 X 36 = 2354kGb w w 68 + 36盡，=& " &、'=乜'23 = 6. IkG1-h -2.

11、54 + 8.23G N (3 10)= (3 10)x!7-2 叭 + RJ27tx50x(9.1+6.1)xl03選 G 10pF/16V= (3-10)x1.99 = 597yF199pF取 C? = 10pFC3 >(3-10)!= (3 10)x!72nfL (Rj + RJ2kx50x (3.9+5.1) x 103=(3 10) x 3.54 = 1062pF354pF 取 C3 = 10pF選 C3 10pF/16VCel：C“ n (3 10) 2對鳳 “ =G 2兀x50x4.3x2=(3 10) x 7.4 = 222pF74yF取 Cei=47pF 選 Cel 4

12、7UF/16VCe2：= (3-10)x1.18 = 3.54pF 11.8jiF取 Ce2=47uF 選 Ce2 47uF/16V&指標(biāo)核算Ri=18.7k Q >10k Q 滿足設(shè)計要求4=<Ai2=:6. Ik QRu = Rc &2 =9Ax6A9.1 + 6.1= 3.652kQ幾一吟ZOOx謡iRl =心 Rl =3.9x53.9 + 5.1= 221kGr2 21= B = lOOx= 26.85一尸&23Av = AV1 <AV2 =-11x(-26.85) = 295 > 250 滿足設(shè)計指標(biāo)要求。 核算/h > /l A

13、： rLI = (Rs + RJG = (0.05 + 18.7)xlO3xlOxlO=l 87.5ms B = (WI + &) 尺 JG 嚴(yán)+ &) RJCci+0=()342x4.3 xl03x47xl0-6 = 14 89ms0.342 + 4.3=(/?cl+/?12)C2 =(9.1 + 6.1)xl03xl0xl0_6 = 152ms rc2 =(心作卜+也+尺2)/尺2 Q1+0=x103x47x10-60.146 + 2.7=0.139 x 105 x 47 x 106 = 6.51msf=徑=一1一V = 一1一(-1+ L- + J_ + _L)X1O3

14、2兀 2兀"15 厶 271x1.15 187.514.89 152 6.51=322Hz v 50Hz滿足設(shè)計要求/h :竺=哎=25.77msVT 26/cQ： 1.144”g 9 二一二二 44ms312 VT 26磚區(qū) &+仏+d + 0)幾需|gxlO、3.444kO 巾】=尺()< =3.444xl0'xl5°xl°T2 =°.5166ps人=-gm/u = -25.77x 3.652 = -94.112尺20 二尺0(1 + gm&LJ + 尺=3.444X10 X95.112 + 3.652x 10、= 331.218kG rH2 = /?2()ClU =331.218xl03x5xl 0-12 = 1.656ps= R 尺 + 心2 +(1 + 0)尺2力二二；魚 x 10 = 1.924RQrH3 = R3QCn2 = 1.924xl03 xl50xl0H2 = 0.2886gs 4