晶体管放大器的设计与仿真

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1、晶体管放大器的设计与仿真一、实验目的学习晶体管放大电路的设计方法；熟悉用Multisim2001软件对电路进行模拟仿真；了解负反馈对放大电路性能的影响。二、设计任务单级阻容耦合晶体管放大器设计已知条件VCC=+12VRL=3kVi=10mV(有效值)RS=600技术指标要求AV＞40Ri＞1kRo＜3kfL＜100HzfH＞100kHz电路稳定性好。提出设计指标拟定电路方案设定器件参数电路仿真仿真测试指标满足要求安装实际电路Y三、设计步骤修改电路方案修改电路参数是否要修改电路方案NNY二、设计任务已

2、知条件VCC=+12VRL=3kVi=10mV(有效值)RS=600技术指标要求AV＞40Ri＞1kRo＜3kfL＜100HzfH＞100kHz电路稳定性好。四、拟定电路方案选择电路形式考虑到电压增益要求，采用分压式射极偏置电路，并可获得稳定的静态工作点。问：如果其它要求不变，只是输出阻抗Ro≤100Ω，采用何种电路？输出电阻比较小，所以输出级应采用射极跟随器或引入电压负反馈，而射极跟随器无电压增益，故可采用两级放大电路的设计。工作原理电路的Q点稳定，Q点主要由RB1、RB2、RE、RC及+VCC所

3、决定。温度TICIEICVE、VBQ不变VBEIB（反馈控制）若I1>>IBQ，VBQ>>VBE工作点稳定的必要条件：I1>>IBQ，VBQ>>VBE一般取RE愈大，直流负反馈愈强，电路的稳定性愈好。一般电路参数的确定：VEQ=(0.2~0.5)VCCRC由RO或AV确定：RC≈RO或RC设计小信号放大器时，一般取ICQ=(0.5~2)mA，上限频率fH主要受晶体管结电容及电路分布电容的限制，下限频率fL主要受耦合电容CB、CC及射极旁路电容CE的影响如果放大器下限频率fL已知，可按

4、下列表达式估算电容CB、CC和CE：通常取CB=CC，用上面两式算出电容值，取较大的作为CB（或CC）。电路参数的确定：选择晶体管因放大器上限频率fH>100kHz，要求较高，故选用高频小功率管3DG6，其特性参数ICM=20mA，V(BR)CEO≥20V，fT≥150MHz通常要求ß的值大于AV的值，故选ß=60设置Q点并计算元件参数要求Ri1kΩ，而取ICQ=1.5mA依据指标要求、静态工作点范围、经验值进行计算若取VBQ=3V，得取标称值，RE=1.5kW设置Q点并计算元件参数因,依据指标要求、静态

5、工作点范围、经验值进行计算在安装实际电路时，为使静态工作点调整方便，RB1由30kW固定电阻与100kW电位器相串联而成。设置Q点并计算元件参数依据指标要求、静态工作点范围、经验值进行计算综合考虑，取标称值，RB＝1.5kW。因ICQ＝1.5mA，要求AV>40,由得设置Q点并计算元件参数计算电容为：取标称值，CC=CB=10mF取标称值，CE=100mF画出电路带参数的电路图根据上述设计，得到放大器的电路图如下：16Q点设置是否合适？（1）给放大器送入规定的输入信号，如Vi=10mV，fi=1kHz的正弦

6、波。（2）用示波器观察放大器的输出vo无失真。（4）此时移去信号源，分别测量放大器的静态工作点VBQ、VEQ、VCQ，并计算VCEQ、ICQ。（3）略增大输入信号，vo无明显失真，或者逐渐增大输入信号时，vo顶部和底部差不多同时开始畸变，说明Q点设置得比较合适。17六、主要性能指标及其测试方法晶体管放大器的主要性能指标有电压放大倍数AV输入电阻Ri输出电阻Ro通频带BW＝fH－fL注意：维持输入信号的幅值不变且输出波形不失真18六、主要性能指标及其测试方法2、输入电阻Ri理论计算实验测试串联一个已知电阻R在

7、输出波形不失真情况下，用晶体管毫伏表或示波器，分别测量出Vi与Vs的值，则19六、主要性能指标及其测试方法3、输出电阻RO理论计算实验测试开关S(1)在输出波形不失真情况下，用晶体管毫伏表或示波器，测量负载开路时的输出电压的值Vo；(2)接入RL后，测量负载上的电压的值VoLro为晶体管输出电阻。20七.电路参数修改对于一个新设计的放大器，可能有些指标达不到要求，这时需要调整电路参数。Ri1、如何调整电压放大倍数AV？↑212、如何调整放大器的下限频率fL？希望降低放大器下限频率fL，根据电容计算式，也有三

8、种途径，即不论何种途径，都会影响放大器的性能指标，只能根据具体指标要求，综合考虑。223、负反馈对放大器性能有何影响？引入交流负反馈后，放大器的电压放大倍数将下降，其表达式为式中，F为反馈网络的传输系数；AV为无负反馈时的电压放大倍数。引入负反馈后，虽然电压放大倍数下降，但可以改善放大器的其它性能。23七.电路参数修改3、负反馈对放大器性能有何影响？负反馈放大器的上限频率fHF与下限频率fLF的表达式分别为可见，