三極管放大電路設(shè)計(jì)與分析

PAGEPAGE8三極管放大電路設(shè)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)名稱姓名

三極管放大電路設(shè)計(jì) 日專一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、設(shè)計(jì)一個(gè)三極管放大電路，采用單電源供電；2、使輸出信號(hào)增益≥20dB，輸出幅值≥10Vpp；3、3dB實(shí)驗(yàn)原理如圖為共射級(jí)放大電路共射極放大電路既有電流放大電路的電壓放大倍數(shù)。)該電路信號(hào)從基極輸入，從集電極輸出。輸入電阻與相同材料的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)電路圖進(jìn)行基本計(jì)算求各部分直流電位基極直流電位：VB

=V RCC

/(R1

R)2發(fā)射極直流電位：VE

V VB BE又V =0.6v，故V V 0.6VBE E B發(fā)射極上的直流電流：I =VE E

/R=(VE

0.6V)/RE集電極的直流電壓V =V -I RC CC C C求交流電壓放大倍數(shù)由交流輸入電壓vi引起的ie的交流變化ieievi/RE另集電極的交流變化為ic

，則vc

的交流變化部分v為：cv=ic c

R=(vC

R )RE C另外因?yàn)橛肅v1 c

的直流成分截去，故交流輸出信號(hào)v0

即為vc

的本身：v=v0

=(vi

R )RE

。因此，該電路的交流電壓放大倍數(shù)AV

為：AV

v/vR /R 。0 i C E所以可以認(rèn)為放大倍數(shù)AV

與h 無(wú)關(guān)而是由RFE

R（0，E所以與hFE≥10

無(wú)關(guān)然而嚴(yán)格來(lái)講是有關(guān)系的在該實(shí)驗(yàn)中輸出信號(hào)增益20d故R /RC E三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程設(shè)計(jì)電路確定三級(jí)管型號(hào)通過(guò)查閱給定的五種三極管技術(shù)文檔，2N5551完全符合相應(yīng)技術(shù)要求，其P =0.625W(25C),hCM

=80‐250，fT

=80MHZ,VCBO

=180V,VCEO

=160V?？梢酝瓿蓪?shí)驗(yàn)任multisim（multisim件，故選擇2N555。確定直流電源電壓為了達(dá)到輸出幅值≥10Vpp的要求，顯然要使用10V以上的電壓電源，又為了使集電極電流流動(dòng)，由于發(fā)射極電阻RE

1-2V（因?yàn)閂BE

約為0.6-2.5mV/C的溫度特性，所以電源電壓最低為11-12。為了避免輸出波形失真，最好把集電極電位電壓V設(shè)定在V 與VC CC

的中點(diǎn)，為使靜態(tài)工作點(diǎn)取值合適，故選擇25V直流電源供電。RRC ER/RC E

≥10,這里取10，設(shè)RE

1V，IC

3mAR=VE E

/I 330，ER3.3k。C基極偏置電路設(shè)計(jì)由以上步驟經(jīng)計(jì)算可得，R1

=65k,R2

=5k,取電阻標(biāo)準(zhǔn)值，R1

=62k，R2

=4.7k3.1.耦合電容C與C1 2由于C1

C分別與R2

R以及負(fù)載形成高通濾波器3dB10Hz~1MHz，2f=1/(2 RB

C)=10其中R2

=R∥R1

，解得C2

3uFC1

取值與C2

一致。3.6確定電源去耦電容在電源上并聯(lián)一個(gè)小電容和一個(gè)大電容，可以在很寬的頻率范圍內(nèi)降低電源對(duì)GND的阻抗。一般選用1uF的瓷片電容，與10uF的電解電容。multisim按照設(shè)計(jì)在multisim中連接好電路圖，如圖所示用示波器仿真如下圖，此時(shí)頻率為10kHZ波特圖示儀仿真結(jié)果如下中頻區(qū)半功率點(diǎn)，10HZ滿足實(shí)驗(yàn)要求高頻特性不符合實(shí)驗(yàn)要求，過(guò)高于是修改電路圖，并仿真，在RC上并聯(lián)一個(gè)小電容，使其在高頻時(shí)放大倍數(shù)下降，仿真結(jié)果如下波特圖示儀仿真結(jié)果如下大致符合實(shí)驗(yàn)要求，故采用此電路圖進(jìn)行焊接大致符合實(shí)驗(yàn)要求，故采用此電路圖進(jìn)行焊接焊接電路并進(jìn)行實(shí)際測(cè)試10HZ1MHZ150KHZRC旁并聯(lián)的小電容拆除后高頻特性仍舊只在200KHZ左右，嚴(yán)重不符標(biāo)準(zhǔn)，故此電路作廢，重新設(shè)計(jì)電路。重新設(shè)計(jì)的電路圖及其仿真結(jié)果C6100nFC510uFV118V0R313kΩ8R1505ΩC3151pFXSC1001C7C2Q120uFExtTrig+_3AB+_+_20uFV2XBP14R41.2kΩ2N55512R243ΩINOUT500mVrms1kHz0°60000在面包板上進(jìn)行實(shí)際電路的測(cè)試與調(diào)試在設(shè)計(jì)第一個(gè)電路時(shí)發(fā)現(xiàn)，multisim仿真與實(shí)際電路在高頻特性上有很大差距，故先使用面包板上測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示，該電路半功率點(diǎn)，低頻達(dá)到9.4HZ，高頻達(dá)到1.4MHZ。經(jīng)計(jì)RC161PF1.2MHZ最終方案的電路焊接去耦電容，以優(yōu)化高頻特性。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果（詳細(xì)列出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、結(jié)論分析）靜態(tài)工作點(diǎn)電流，電壓；VB=1.37V,VC=9.18V，VE=0.72V,VCEQ=8.48V。電路頻率范圍f9.4Hzmin=;max=f1