模擬電子技術(shù)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)方案

模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)題目：單級阻容耦合品體管放大器的設(shè)計(jì)班級：物理學(xué)2011級（1）班學(xué)號： 2011433132 小組成員： 甘國良劉秦指導(dǎo)教師： 潘金福 凱里學(xué)院物理與電子工程學(xué)院2013年12月單級阻容耦合晶體管放大器的設(shè)計(jì)一、 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)目的1、 學(xué)習(xí)晶體管放大器的設(shè)計(jì)方法；2、 研究靜態(tài)工作點(diǎn)對輸出波形的影響及靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整方法；3、 掌握靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)的輸入電阻、輸出電阻的測試方法；4、 研究信號源內(nèi)阻對波形失真的影響。二、 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1、任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)分壓式電流負(fù)反饋偏置的單級共射級的小信號放大器，輸入和輸出分別用電容和信號及負(fù)載隔直流，設(shè)計(jì)靜態(tài)工作點(diǎn)，計(jì)算電路元件參數(shù)，擬定測試方案和步驟；（1） 在面包板或萬能板上安裝好電路，測量并調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)。（2） 測量設(shè)計(jì)好的電路的偏置電壓和電流；（3） 測量所設(shè)計(jì)電路的實(shí)際電壓放大倍數(shù)；（4） 測量所設(shè)計(jì)電路的實(shí)際輸入、輸出電阻；（5） 給所設(shè)計(jì)的電路加上頻率為20KHZ，大小合適的正弦波，調(diào)節(jié)偏置電阻，用示波器預(yù)測輸出波形在無失真、飽合失真和截止失真三種情形下，記錄相應(yīng)的偏置電阻大小、ICQ和波形，并繪制表格；（6） 寫出設(shè)計(jì)報(bào)告。2、要求已知條件：+Vcc=12V,"=2k,品體管3DG100,u=(有效值)，％=50Q。實(shí)驗(yàn)儀器：COS5020示波器1臺，EE1641B信號源一臺，DF1731SD直流電源一臺，萬用表一只。主要技術(shù)指標(biāo)：Av>30,R>2K,R^<3K,BW=100~500HZ,電路工作穩(wěn)定性好。三、工作原理：1、工作原理品體管放大器中廣泛應(yīng)用圖所示電路，稱之為阻容耦合共射極放大器。它采用的是分壓式電流負(fù)反饋偏置電路，放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)Q主要由Rb1，Rb2,Re，RC及電源電壓+VCC所決定，該電路利用電阻RB「RB2的分壓固定基極電位七@.如果滿足條件11?【BQ，當(dāng)溫度升高時(shí)，ICQf—VE疽—VBE'—'b/f'結(jié)果抑制了'CQ的變化，從而獲得穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)。單級阻容耦合品體管放大器設(shè)計(jì)2、基本關(guān)系式：只有當(dāng)11>>IBQ時(shí)，才能保證VBQ恒定。這是工作點(diǎn)恒定的必要條件，一般取I=（5-10）I（硅管）{i1=（10-20）IQQ（鍺管）負(fù)反饋愈強(qiáng)，電路的穩(wěn)定性愈好。所以要求VBQ>>VBE,即Vbq=（5-10^BE，一般（VBQ=（3~5）V（硅管）取 ，…取V.C=（1~3）V（鍺管）BQ電路的靜態(tài)工作點(diǎn)由下列關(guān)系式確定：R?VBQ-L=XeQ.TOC\o"1-5"\h\zE ICQ ICQ對于小信號放大器，一般取I=0.5mA~2mA，V=（0.2^0.5）vccR=以= ——BB211 （510）IqR.Vcc.^RB1 V B2BQ

VceQVcc-JC(RC+R?式中，R[=Rc式中，R[=Rc〃R「VvLi一26300一26300Q+。 mV {I}?mA26mVr=r+（1+p） 澆輸入電阻EQmA輸入電阻R=r〃Rbi〃Rb2-^放大器的輸入電阻反映了放大器本身消耗輸入信號源功率的大小。若R〉〉R（信號源內(nèi)阻），則放大器從信號源獲取較大電壓；若R〈〈R，則放大器從信號源吸取較大電流；若R=R，則放大器從信號源獲取最大功率。用“串聯(lián)電阻法”測量放大器的輸入電阻衣，即在信號源輸出與放大器輸入端之間，串聯(lián)一個(gè)已知電阻R（一般以選擇R的值接近ri的值為宜），如圖所示。在輸出波形不失真的情況下，用品體管毫伏表或示波器，分別測量出v°與Vi的值，則R=一匕一R，式中，V為i信號源的輸出電壓值。輸出電阻R=r〃RwR,式中，r為品體管的輸出電阻。要嚴(yán)格計(jì)算電容cb、cc及CE同時(shí)存在時(shí)對放大器低頻特性的影響，較為復(fù)雜。在工程設(shè)計(jì)中，為了簡化計(jì)算，通常以每個(gè)電容單獨(dú)存在時(shí)的轉(zhuǎn)折頻率為基本頻率，再降低若干倍作為下限頻率。如果放大器的下限頻率fL已知，則可按下列表達(dá)式估算:1￥"2寸(R+r)LSbeCc>(3-10) 2nfL(Rc+Rl)CE>(1~3)通常取c—C。3、電路工作原理圖所示電路為一典型的工作點(diǎn)穩(wěn)定阻容耦合放大器。RP、RB1、rb2、R組成電流負(fù)反饋偏置電路，R為品體管直流負(fù)載，R與R構(gòu)成四、電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試:1、電路設(shè)計(jì)

根據(jù)3DG100的輸出特性曲線，，測得。=60。26牝300Q+g mV >2K{I}?26牝300Q+g mV >2K{I}?mAmA■.'cQ2000—300=0.92mA則I=I/mA■.'cQ2000—300=0.92mA則I=I/P=13pA若取V=0.2VCC=2.4VVEQ取ICQ=°-8AI1=(5-10)I=104pA貝lj Re=VEQ+IQ=3KQRR=VB2 BQ/11=(VEQ+VE))/11=45kQRb1=(VCC-VQ)/11=135kQ要求：A>30,根據(jù)電壓放大倍數(shù)Av=V。=gRL求得:V'beiR]=1.13KQ，Rc=2.6KQC=C> 〔° =6.9|JF取8|JF2fl"C*^L)C> 1 =5.08|JF取6|JFE 2兀(RIIRS+gbe)2、電路的裝調(diào)按照設(shè)計(jì)參數(shù)安裝電路，接通電路，調(diào)整電路，用萬用表測得靜態(tài)工作點(diǎn):VBQVEQVCEQVBEQICQ五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測量與記錄1、測量電壓增益AV在放大器輸入端加上f=400HZ,Vp—p=28mV正弦波，在輸出波形不失i真時(shí)，測得七和七的波形+Uit+Uot則，由圖可知，氣=^渺p/匕p2、測量通頻帶保持輸入信號的幅度不變，逐步增加輸入信號的頻率，直到示波器上的波幅減小為原來的70%，此時(shí)的信號頻率即為放大器上限頻率九；保持輸入信號的幅度不變，逐步減小輸入信號的頻率，直到示波器上的波幅減小為原來的70%，此時(shí)的信號頻率即為放大器下限頻率、。即當(dāng)放大器增益下降到中頻的0.707倍時(shí)所對應(yīng)的、和八，故得通頻帶BW=fH-fLffL3、測量輸入電阻Ri輸入一固定信號電壓，分別測得rl兩端的輸出電壓匕、方廣則由R=（Ro/匕廣1）Rl，可求得輸入電阻RVOVOL九、實(shí)驗(yàn)總結(jié)：㈠通過本次實(shí)驗(yàn)掌握了單級阻容耦合放大器的工程設(shè)計(jì)估算法和如何調(diào)整放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，掌握了放大器的主要性能指標(biāo)及其測量方法。尤其是對如何提高放大器的電壓增益和擴(kuò)展通頻帶的體會較深。（二）進(jìn)一步熟悉了示波器、信號發(fā)生器和萬用表的使用方法，以及如何來檢查品體管的好壞。㈢在實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)保持冷靜，測試有條理，遇到問題要聯(lián)系書本知識積極思考，同時(shí)一定要做好實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)記錄，這樣才能夠在實(shí)驗(yàn)后有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和總結(jié)，寫出合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。十、參考文獻(xiàn)電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測試（第二版）謝