电压放大电路设计

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1、电压放大电路设计东南大学电工电子实验中心课程名称：实验报告电子电路实践第三次实验实验三电压放大电路设计一、实验目的1.掌握单级放大电路的设计、工程估算、安装和调试；2.了解三极管各项基本器件参数、工作点、偏置电路、输入阻抗、输出阻抗、增益、幅频特性等的基本概念以及测量方法；3.了解负反馈对放大电路特性的影响。4.掌握多级放大电路的设计、工程估算、安装和调试；5.20掌握基本的模拟电路的故障检查和排除方法，深化示波器、稳压电源、交流毫伏表、函数发生器的使用技能训练。二、预习思考：1.器件资料：上网查询本实验所用的三极管9013的数据手册，画出三极管封装示意图

2、，标出每个管脚的名称，将相关参数值填入下表：9013三极管封装示意图：2.20偏置电路：图3-3中偏置电路的名称是什么？简单解释是如何自动调节晶体管的电流IC以实现稳定直流工作点的作用的，如果R1、R2取得过大能否再起到稳定直流工作点的作用，为什么？答：分压式偏置电路。三极管的工作会受到温度的影响发生温漂，使工作点改变。分压式偏置电路利用R1和R2构成的分压器给三极管基极b提供电位UBQ，如果满足电流I1>>IBQ的条件，基极电位UBQ可近似为UBQ=R2×VCC。当温度上升的时候，R1+R2ICQ(IEQ)增大，RE上压降增大。又因为UBQ一定，所以UB

3、E下降，IBQ减小，从而使ICQ减小。通过这样的自动调节使ICQ恒定。如果R1、R2取得过大不能起到作用，因为稳压式偏置电路的条件是I1>>IBQ，R1和R2过大时此条件不能满足。基极电流必须加以考虑。3.电压增益：(I)对于一个低频电压放大器，一般希望电压增益足够大，根据您所学的理论知识，分析有哪些方法可以提高电压增益，分析这些方法各自优缺点，总结出最佳实现方案。答：1）共射组态：Au=-bRC//RLrbe。所以可以通过增大RC来增大电压增益。优点：放大倍数较大，输出阻抗大。缺点：高频特性不好。2）共基组态：Au=bRC//RLrbe。所以同样可以通过

4、增大RC来增大电压增益。优点：放大倍数较大，输出阻抗大。缺点：输入阻抗较小。3）多级级联的放大器：利用共射、共基和共集三种组态的组合，将放大倍数增大。20优点：放大倍数较大。用集电极做输出级，输出阻抗较小，接负载能力强。利用共基组态输入阻抗较小的特点，提高共射组态的高频特性。(II)实验中测量电压增益的时候用到交流毫伏表，试问能否用万用表或示波器，为什么？答：不能。因为是小信号放大器，所测的信号幅度都很小，而万用表和示波器测量时本身的信号干扰等误差是不可避免的，会导致信号有很大毛刺。若是实验中用示波器测量，选择平均值方式可以使示波器图形较为清楚，当然误差较

5、大，需要注意。4.输入阻抗：1)放大器的输入电阻Ri反映了放大器本身消耗输人信号源功率的大小，设信号源内阻为RS，试画出图3-3中放大电路的输入等效电路图，通过连线回答下面的问题，并做简单解释：Ri=RS放大器从信号源获取较大电压Ri>RS放大器从信号源获取最大功率US2US2答：当Ri=Rs，由P=(。20)Ri，得此时Pmax=4RSRi+Rs当RiUS，此时电流较大。Ri+RsUSRi，此时分得电压较大。Ri+Rs当Ri>Rs，输入阻抗较大，由U=2)图3-1是实际工程中测量放大器输入阻抗的原理图，试根据该图简单分析为什么串接电阻RS的取值不能太大也

6、不能太小。图3-1放大器输入阻抗测量原理图1)答：因为必要保证放大器处于放大区，Ui不能太小，因而Rs不能太大。而放大器输入电流Ii也不能太大，所以Rs不能太小。总的要求Rs的取值不能太大也不能太小。2)对于小信号放大器来说一般希望输入阻抗足够高，根据您所学的理论知识，分析有哪些方法可以提高图3-3中放大电路的输入阻抗。答：1、分压式共射放大电路中：Ri=R1

7、

8、R2

9、

10、rbe，在保证电阻中电流大于基极电流的前提下，可以通过增大R1,R2来提高电路的输入阻抗。2、可以在信号源和输入级直接增加一个运放构成的跟随器来增大输入阻抗。5.20输出阻抗：1)放大器输

11、出电阻RO的大小反映了它带负载的能力，试分析图3-3中放大电路的输出阻抗受那些参数的影响，设负载为RL，画出输出等效电路图，通过连线回答下面的问题，并做简单解释。RO=RL负载从放大器获取较大电压RO>RL负载从放大器获取最大功率Uo2UO2)RL，得此时Pmax=答：原理同输入阻抗分析。当Ro=RL，由P=(。Ro+RL4RL当RoRL，输入阻抗较大，由U=UORL，此时分得电压较大。Ro+RL2)20图3-2是实际工程中测量放大器输出阻抗的原理图，试根据该图简单分析为什么电阻RL的取值不能

12、太大也不能太小。图3-2放大器输出阻抗测量原理图答：要保证Io=U