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1、晶体管放大电路的设计(设计性实验)一.设计题目：单极晶体管阻容耦合放大器的设计⑴已知条件VCC=+12V,Rl=2・4KG,Vi=10mV,&=2KG(2)性能指标要求入>40,RP1KQ,Rft<2W,Fl<100Hz,F„>100kHz二.设计步骤及要求(1)根据已知条件及性能指标要求，确定电路器件，设置静态工作点，计算电路元件参数。(2)在实验线路板上安装电路。调整并测量静态工作点，使其满足设计计算值的要求。(3)测试性能指标，调整与修改元件参数值，使其满足放大器性能指标的要求。三.实验方案与设计过程1.工作原理图2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路
2、采用也和除组成的分压电路，并在发射极中接有屯阻以稳定放人器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号山后，在放大器的输出端便可得到一个与山相位相反，幅值被放大了的输出信号u°,从而实现了电压放大。图2-1单管放大器实验电路图2.设计过程首先，选择电路形式及晶体管。采用如图2-1所示的分压式电流负反馈偏置电路，可以获得稳定的静态工作点。因放大器的上限频率耍求较高，故选用高频小功率管，其特性参数IcM=20mA,V(br)ceo^20V,fT^150MHz0通常要求0的值大于入的值，故选0=60。其次，设置静态工作点并计算元件参数。由于是小信号放大器，故采用公式法设置静态工作点Q,计
3、算如下：要求Ri>lKQ（R严m）,根据公式=乙+(1+0)26(/77V)/应(曲)成。<——mA=2.2mAcQ1000-300取IcQ=2mAV-V若取，由R严―=1.15M1,取标称值IRQcQ由恥島"20山VV3专竺心=572%为使静态工作点调整方便，心2由20皿同定电阻和100电位器串联而—陋得心晋=。.72则X読皿'综合考虑'取标称值2皿由于（Rs+『4<（Rc+RJ，比较2"硕扁由Cb»(3〜10)i=8.2//F,取标称值10//F2时l(Rs+%J取C=Ch=10//F,2也（心II1、+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
4、6、直流毫安表7、频率计8、力用电表9、晶体三极管3DG6Xl（p=50〜100）或9011X1、电阻器、电容器若干五、实验内容实验电路如图2—2所示。各电了仪器可按实验一中方式连接,为防止干扰,各仪器的公共端必须连在一起,同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应釆用专用电缆线或屏蔽线,如使用屏蔽线,则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端厶放大器的设计和调试般包括:放大器静态工作点的测量与调试,放大器各项动态参数的选择与调试等。1、放大器静态工作点的测量与调试在图2-2电路屮，当流过偏置电阻也和氐的电流远大于晶体管T的基极电流Ib时（一般5〜10倍），则它的静态工作点可用下式估算U-u
5、T〜UbWe〜T丄E〜p〜丄CUcE=UcC—Tc(Rc+Re)1）静态工作点的测量测虽放大器的静态工作点，应在输入信号Ui=O的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用虽程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测虽晶体管的集电极电流Ic以及各电极对地的电位山、山和％—•般实验中,为了避免断开集电极,所以采用测量电压山或Ik,然后算出Ic的方法,例如,只要测出比,即可用1（.«IK算出lc（也可根据=Ucc-Uc,由比确定1C）,同时也能算出Ube=Ub-Ue,Uce=Uc-Ueo为了减小谋差,提高测量精度,应选用内阻较高的直流电压表。2）静态工作点的调试静态工作点是否合适，对
6、放大辭的性能和输岀波形都有很大影响。如工作点偏髙，放大器在加入交流信号以后易产牛饱和失真，此时U。的负半周将被削底，如图2-3（a）所示；(a)(b)图2-3静态工作点对波形失真的影响如工作点偏低则易产生截止失真，即山的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图2—3⑹所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试,即在放人器的输入端加入一定的输入电压w,检杏输出电压山的人小和波形是否满足要求。如不满足,则应调节静态工作点的位置。改变电路参数Ucc、Rc、Rb（Rb】、Rb2）都会引起静态工作点的变化,如图2—4所示。但通常多采川调节偏置电阻
7、心2的方法來改变静态工作点，如减小關，则口J使静态工作点提高等。最后还要说明的是，上而所说的丄作点“偏高”或“偏低”不是绝对的,应该是相对信号的幅度而言,如输入信号幅度很小,即使工作点校高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说,产牛波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较人信号幅度的要求,静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。接通直流电源前，先将心调至最大，函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通+12V电源、调节心，使Ic=2.OmA(即UE=2.0V
