两级放大电路的设计(参考版)

设计指标：

A V >250，R i ≥10kΩ，R L =5.1kΩ， BW=50Hz~50kHz ，D<5% 。 设计条件：

输入信号（正弦信号）：2mV≤V i ≤5mV ，信号源内阻：R s =50Ω，电源电压：V CC =12V ； 半导体三极管9013，参数：β=100，r bb ’=300Ω，C μ=5pF ，f T =150MHz ，3V≤V CC ≤20V ， P CM =625mW ，I CM =500mA ，V (BR)CEO =40V 。

1．电路选型：

小信号放大电路选用如图1所示两级阻容耦合放大电路，偏置电路采用射极偏置方式，为了提高输入电阻及减小失真，满足失真度D<5%的要求，各级射极引入了交流串联负反馈电阻。

2．指标分配：

要求A V >250，设计计算取A V =300，其中T 1级A V1=12，A V2=25；R i ≥10kΩ要求较高，一般，T 1级需引入交流串联负反馈。

3．半导体器件的选定

指标中，对电路噪声没有特别要求，无需选低噪声管；电路为小信号放大，上限频率f H =50kHz ，要求不高，故可选一般的小功率管。现选取NPN 型管9013，取β=100。

4．各级静态工作点设定

动态范围估算：T 1级：im1imax V1252mV, 12,V V A === om1V1im1125284mV V A V ==⨯=。 T 2级：im2om1V284mV , 25V V A ===， om2V2im22584 2.1V V A V ==⨯=。

为避免饱和失真，应选：CEQ om CE(sat)C V V ≥+ ；可见 T 1级V CEQ1可选小些，T 2级V CEQ2可选大些。

CQ CQ CM CEQ CM T T I I I I I ≥+12取值考虑：设定主要根据，由于小信号电压放大电路较小；

另从减小噪声及降低直流功率损耗出发，、工作电流应选小些。

T 1级静态工作点确定：

T

CQ1

T

CQ1T CQ1CQ1CQ1BQ1CEQ13k Ω, ',100'30026mV

'

10026

0.963mA

3000300

0.7mA 0.07mA , V 2V>0.12V

V r r r I V I r V r r I I

I I ββββ

≥=+=

===-⨯≤

=-====be1be1bb bb be1bb 取依可推得其中，，可求得选，

T 2级静态工作点确定：

一般应取CQ2CQ1I I > ，CEQ2CEQ1V V > 选 ：CQ2

CQ2BQ2CEQ21.2mA , 0.012mA , V 4V>3V I I I β

==

==

5．偏置电路设计计算（设BEQ 0.7V V =）

T 1级偏置电路计算：

Rb1BQ1BQ1CC 10100.0070.07mA 11

124V

33I I V V ==⨯===⨯=取

故：CC BQ1

b1b1

124

114.286k Ω0.07

V V R I --=

=

= 取标称值120 kΩ 22Rb1b1b110.071200.588mW

W 8

BQ1b2Rb2

Rb1BQ1444

63.492k Ω0.070.0070.063

V R I I I =

=

===-- 取标称值62 kΩ

22Rb2b2b210.063620.246mW

W 8

BQ1BEQ1

BQ1BEQ1e1EQ1

BQ1

40.7 3.3 4.67k Ω(1)1010.070.707

V V V V R I I β---=

=

=

=≈+⨯

22Rc1'EQ1c1'1

0.7070.30.15mW

22Rc1''EQ2c1''1

0.707 4.7 2.15mW

P I R ==⨯=

e1e111

'/W ''/W 88

R R ΩΩ选 300 选 4.3k

CC CEQ1EQ1

CC CEQ1BQ1BEQ1C1CQ1

CQ1

()

12240.7

9.571k Ω0.7

V V V V V V V R I I -------+=

=

=

=

取标称值9.1kΩ

22Rc1CQ1c110.79.1 4.46mW

W 8

T 2级偏置电路计算：

Rb3BQ3BQ2

CC 10100.0120.12mA 11

124V 33

I I V V ==⨯===⨯=取

故： CC BQ2

b3Rb3

124

66.67k Ω0.12

V V R I --=

=

= 取标称值68 kΩ 22Rb3Rb3b310.12680.979mW

W 8

BQ2BQ2b4Rb4

Rb3BQ2

4437.04k Ω0.120.0120.108

V V R I I I =

=

=

==-- 取标称值36 kΩ

22Rb4Rb4b410.108360.42mW

W 8

BQ2BEQ2BQ2BEQ2e2EQ2BQ2e2e2e2e2e140.7 3.3 2.723k Ω

(1)1010.012 1.212'()'''56'' 2.7k Ω

V V V V R I I R R R R R β---=====+⨯=Ω=分为交流负反馈、，取，

22Rc2'EQ2c2'1

1.2120.0560.082mW

22Rc2''EQ2c2''1

1.212

2.7

3.97mW

P I R ==⨯=

e2e211

'/W ''/W 88

R R ΩΩ选 56 选 2.7k

CC CEQ2EQ2

C2CQ2

12440.7

3.92k Ω1.2

V V V R I ----+=

=

= 取标称值3.9kΩ

22Rc2CQ2c211.2 3.9 5.62mW

W 8