晶体管放大器的设计与制作

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1、百度大学文档学院晶体管放大器的设计与制作姓名：CT知道学号：专业：指导老师：2010年6月16日一、设计要求设计并制作一个分立元件组成的放大器。主要技术指标为：电压放大倍数Au=100；输入阻抗Ri≥47KΩ；带宽BW=50Hz~100KHz；已知：输入信号电压=20mV，f=1KHZ；负载电阻RL=5.1KΩ；工作温度范围0～45℃。二、设计所需器件（1）12V直流电源；（2）函数信号发生器；（3）双踪示波器；（4）交流毫伏表；（5）直流电压表；（6）直流毫安表；（7）频率计；（8）万用电表；（9）器

2、件：晶体三极管3DG6×1(β＝50～100)或9011×1、电阻器、电容器若干；其他工具：电烙铁等电路装配工具；电脑；投影仪等。三、总体设计（1）课题分析根据设计要求，要实现电压放大倍数Au=100；输入阻抗Ri≥47KΩ；采用单级双极型三极管放大电路是无法实现的，就本题而言，系统可分为二级：输入级和主放大级。总体结构如图1-1所示。图1-1晶体管电压放大器方框图（2）方案讨论①输入级：主要完成阻抗变换，实现输入阻抗Ri≥47KΩ的设计要求；②主放大级：主要完成电压放大作用，实现电压放大倍数Au=10

3、0的设计要求。图2-1固定分压偏置式放大电路四、主放大级电路设计（1）电路类型选择：为了实现电压放大倍数Au=100的设计要求，主放大级宜采用固定分压偏式共射大电路形式，工作稳定性最好。（2）电路结构：如右图2-1所示。（3）元件选取与参数计算：①选择半导体三极管从给出的技术要求可知，该电路工作在低频小信号场合，工作温度范围又较宽，故可选择热稳定性较好的低频小功率三级管3DG6B，从手册上查出它的主要参数是PCM=100mW，ICM=20mA，UCEO≥20V，对该管进行实测，假设β=60。②)确定电源

4、电压VCC为保证放大输出信号幅度的动态范围内不会产生非线性失真，一般取VCC≥2+UE+2UCES由于输入信号电压幅值为则输出信号电压幅值为若取三极管馆和压降的临界值UCES≈1V，则静态集一射压降设置在UCEQ≥+UCES=3.82V又由于这种典型放大单元静点的工程(估算)条件是：I1≈I2>>IB和UB>>UBE一般取I1=I2=(5-10)IB和UB=(5～10)VBE。硅管UB=3～5V，锗管UB=1～3V若近似取UB=4V，UE=UB-0.7=3.3V再按VCC≥2+UE+UCES=2×2.8

5、2+3.3+1=10V。考虑留有余量取VCC=12V(标准等级电压)。③计算和确定集电极电阻RC由放大电路的静、动态分析可知，RC是决定静态工作点和满足电压增益要求的一个关键元件。一般应从输入至输出逐步推算。先确定输入回路的动态范围：基极信号电流的幅值为，取若=1KΩ，则为了使输入动态信号不出现非线性失真，即信号动态工作不进入输入特性下面的弯曲部分，通常取最小基极电流。则静态基流取IB=40μA再在输出回路进行静态计算：管子的电流放大作用有又由于，若取，则取标称值2.2KΩ④计算确定射极电阻Re取标称值

6、1.5KΩ⑤计算确定由I1≈I2=(5-10)IB，取I1=I2=5IB=5×40=0.2mA再按即为标称值取标称值39KΩ或43KΩ实际电路中Rb1用一个固定电阻与一个可调电阻串联来代替，方便工作点的调节。以上所确定的各电阻元件的阻值后，还要检验它们的额定功率，即取1/8WRJ1.8KΩ电阻取1/8WRJ1.5KΩ电阻取1/16WRJ43KΩ电阻取1/16WRJ20KΩ电阻⑥确定耦合电容和射极旁路电容C1、C2和Ce工程计算式分别为：，，式中下限频率fL≥20HZ，信号源内阻RS=几欧～几十欧，输入电

7、阻Ri≈rbe，输出电阻RO≈RC，为与CE构成回路的等效电阻，且，。如放大电路是用于放大低频信号(f=20HZ～200KHZ)，则耦合电容和射极旁路电容的容量可不必按上式计算，可直接取经验标称值：，⑦校验由于图3-1共集电极电路∴符合指标要求。一、输入级电路设计（1）电路类型选择：为实现输入阻抗Ri≥47KΩ的设计要求，根据模拟电路知识，输入级宜选用共集电极电路（射极输出器）。这种电路具有输入阻抗高、输出阻抗低的特点。（2）电路结构：射极跟随器的原理图如图3-1所示。它是一个电压串联负反馈放大电路，它

8、具有输入电阻高，输出电阻低，电压放大倍数接近于1，输出电压能够在较大范围内跟随输入电压作线性变化以及输入、输出信号同相等特点。（3）元件选取与参数计算：①选择半导体三极管半导体三极管的选择同任务二，但要注意，对于小信号输入级，为降低热噪声，工作电流不宜过大，一般Ic＜1mA。②)确定Rb一般，取，实际电路中可以用一个200K的固定电阻与一个470K的可调电阻串联使用。③计算Re对于射极输出器，其输入电阻Ri≈(1＋β)(RE∥RL)≥47K