高频小信号晶体管放大器

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1、高频小信号晶体管放大器一、实验目的1、加深对晶体管放大器基本原理的理解。2、进一步认识工作点对晶体管工作状态和性能的影响。3、熟悉谐振回路的调谐方法及放大器各项主要技术指标的测试方法4、实际电路制作并测试其各项主要技术指标。二、实验仪器直流电压源、信号发生器、示波器、频谱分析仪、多孔板及相关元器件VCCRb1Rb2ReCevinVoutLCCinCout三、实验原理3.1电路原理高频放大器与低频放大器的主要区别在于二这的工作频率范围和所需通过的频带宽度都有所不同，所以采用的负载也不相同。高频放大器的中心频率一般在几

2、百khz到几百Mkz，但所需通过的频率范围和中心频率相比是很小的，或者只需工作在某一个特定频率。因此一般采用选频网络组成高频放大器。高频小信号放大器电路由两部分组成：放大电路和选频电路。放大电路的作用是，将直流电源转换成交流信号，实现对小信号的放大。选频网络一般采用电感和电容元件。3.2元件作用和取值电路中，晶体管起信号放大作用，但随着频率的升高，放大倍数β将会逐渐降低，放大将不易实现，因此可以采用多级级联的方法。我们一般希望工作频率在所选择晶体管的低频区，即晶体管的fT应尽量高，所以考虑到实际中成本的限制，一般取

3、fT大于工作频率的10倍。在此，我们使用国产的9018.电容Cin和Cout：是信号输入和输出的耦合电容，起到隔直的作用，使前后各级的直流电位不相互影响。高频放大器的耦合电容不宜过大，否极放大电路将对信号源或上级电路产生反射，它们的值一般取1nF以下。电容Ce：对高频交流信号相当于短路，消除偏置电阻Re对高频信号的负反馈作用，提高高频信号的增益。电阻Rb1、Rb2、Re，共同决定晶体管的静态工作点（包括基极直流电压和射极电流），可以使其工作在甲类、乙类、甲乙类、丙类放大状态。一般取IE为1~10mA，VBB取1~2

4、V，一方面保证晶体管导通正常工作，另一方面使晶体管有较大的放大倍数。电感L和电容C组成的谐振电路起选频作用，选择所要频率的信号。可以根据公式计算出L和C的值，需要注意的是，实际的电感、电容元件值和标称值之间是有误差的，并且晶体管极与极之间存在分布电容，所以在实际电路中，这里的电容C应该由一个固定的电容和一个可调电容并联组成。考虑到实验室中只有25pF的可调电容，所以固定电容值应与其取同量级，否则，固定电容值远大于25pF时，可调电容就不能有效的改变调谐频率值。3.3放大器的工作状态VBZvBiCVBBiC0t0此处

5、给出甲类放大器的图：其中，VBB是电路中晶体管基极相对发射机的直流电压。它的特点是：当VBB为正并且输入信号幅度较小以保证输入信号在所有时间内落在晶体管的线性范围内。甲乙类甚至乙类、丙类放大状态中，交流信号Vb总有一部分小于0，出现非线性失真。本实验，我们要实现的是小信号的线性放大，需要保持晶体管工作在甲类放大状态。另外，对甲类放大器，从小到大改变输入信号的幅度，可以使晶体管从线性放大器过渡到非线性状态，甚至到甲乙类放大器。3.4关键指标谐振增益放大器的谐振增益是指放大器在谐振频率上的电压增益，记为Au0，其值也可

6、以用分贝dB表示。如右图所示，f0是谐振中心频率，当输入信号的频率刚好等于谐振频率时，放大增益最大。Auo=Uo/Ui(输出电压与输入电压之比）Auo=20lg(Uo/Ui)dB（分贝表示）通频带谐振回路具有选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍数下降。故习惯上称电压放大倍数Auo下降到谐振电压放大倍数Auo的0.707倍时，所对应的频率范围称为放大器的通频带BW。其数学表达式为：BW=2Δf0.7=fo/QL（QL为回路的等效品质因数）三、实验内容4.1要求设计制作中心频率为10.7MHz或30M

7、Hz，带宽为1MHz的高频小信号调谐放大器，要求一级或两级放大器，电路供电电压为5V，总电流小于6mA，输出负载为1k欧并联100pF电容，输入信号有效值为1mV，记录电路的幅频响应。4.2实验电路实验原理如下图所示。相对于图2.1的原理图，增加了调节直流工作点的电位器、调节选频电路中心频率的可变电容、电源滤波电路、对输入信号进行衰减的电阻。若电路为两级放大电路，中间可通过开关连接或增加级间匹配电路。设计加工实验电路的电路板，供后面实现焊接及调试。4.3工作点对电路的影响改变电路中的Rb1、Rb2、Re值，记录放大

8、器对输入的高频小信号的交、直流响应输出。实验中，注意可以改变LC电路的谐振频率，观察非线性情况。三、调试重点总结v静态工作点很重要。往往电路并不是刚焊接好就能正常工作的，通常就没有波形或者波形不对。首先要检查的内容就是，看晶体管是否有正常工作。我们说晶体管基极电压在2V左右时正确的，而且，集电极电压VC要大于VB才好。所以在实际电路中，我们将Rb1换成了一个