基本单管放大电路的设计
实验一实验报告单级放大电路的设计与仿真
EDA设计(一) 实验报告——实验一单级放大电路的设计与仿真一．实验内容1.设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率2kHz(峰值5mV) ，负载电阻Ω，电压增益大于50。
2.调节电路静态工作点，观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形，并测试对应的静态工作点值。
3.调节电路静态工作点，要求输入信号峰值增大到10mV电路输出信号均不失真。
在此状态下测试：①电路静态工作点值；②三极管的输入、输出特性曲线和 、r be 、r ce值；③电路的输入电阻、输出电阻和电压增益；④电路的频率响应曲线和f L、f H值。
二．单级放大电路原理图单级放大电路原理图三．饱和失真、截止失真和不失真1、不失真不失真波形图不失真直流工作点静态工作点：i BQ=, i CQ=, v CEQ=2、饱和失真饱和失真电路图饱和失真波形图饱和失真直流工作点静态工作点：i BQ=,i CQ=,v CEQ=3、截止失真截止失真电路图截止失真波形图截止失真直流工作点静态工作点：i BQ=,i CQ=,v CEQ=四．三极管输入、输出特性曲线和 、r be 、r ce值1、β值静态工作点：i BQ=,i CQ=,v CEQ=V BEQ=β=i C/i B=2、输入特性曲线及r be值:由图：dx=，dy=r be=dx/dy=输入特性曲线3、输出特性曲线及r ce值:由图dx=, 1/dy=r ce=dx/dy=输出特性曲线五．输入电阻、输出电阻和电压增益1、输入电阻测输入电阻电路图由图：v= ，i=μAR i=v/i=μA=Ω2、输出电阻测输出电阻电路图1测输出电阻电路图2 由图：v o’= v o=R o=(v o’/v o-1)R L==Ω3、电压增益测电压增益电路图由图可得A V=六．幅频和相频特性曲线、f L、f H值由图可得f L= f H=Δf= f H - f L=七．实验结果分析1、R iR i理论=[r be+(1+β)R E]//R b1//R b2 =[2976+(1+220)x10]//127k//110k=ΩE1=、R oR o理论=R c=3 kΩE2=/3=1%3、AvI E理论=V B/R E=[ V cc R5/(R2+R5)]/( R6+R1)=[10x110/(127+110)]/2010=r be理论=200+26(1+β)/ I E =2976ΩAv理论=β(R C//R L)/[ r be+(1+β)R E]=220(3kΩ//Ω)/[2976+(220+1)x10]= E3=、V1=10mV时，会出现失真，但加一个小电阻即可减少偏差。
单管共射放大电路的设计方法
单管共射放大电路的设计方法1.确定放大倍数要求：首先，需要明确放大电路的目的是为了放大电压、电流还是功率。
根据需要放大的信号幅度和频率范围，确定所需的放大倍数。
2.选择管子：根据所需的放大倍数和频率范围，选择适当的管子。
一般选择高频特性好、电流增益高的普通晶体管。
3.偏置电路设计：为了使晶体管在工作区间内稳定，需要设计一个适当的偏置电路。
偏置电路可以采用电阻分压法或直流反馈法。
-电阻分压法：该方法使用两个电阻串联，通过合适大小的电阻值来获得所需的偏置电流。
具体的计算方法需要根据晶体管的参数和所需的偏置电流来确定。
-直流反馈法：该方法通过从输出回馈一部分电流来实现偏置。
电流源可以是一个恒流源，也可以是一个电压短接的二极管。
4.输入和输出匹配电路设计：为了充分利用晶体管的放大能力，需要设计一个适当的匹配电路来匹配输入和输出阻抗。
-输入匹配：输入匹配电路的目的是使晶体管的输入阻抗等于信号源的输出阻抗，以提高能量传输效率。
常见的输入匹配电路包括电容耦合、电感耦合和直接耦合等方法。
-输出匹配：输出匹配电路的目的是使晶体管的输出阻抗等于负载的输入阻抗，以提高能量传输效率。
常见的输出匹配电路包括电容耦合、电感耦合和变压器耦合等方法。
5.增益计算：根据晶体管的参数和设计电路的特性，可以计算出放大电路的增益。
增益可以通过测量输入和输出信号的电压或电流来得到。
6.稳定性分析：在设计过程中要考虑电路的稳定性。
稳定性分析可以通过查看频率响应和幅频特性来进行。
7.选择合适的偏置点：根据放大电路的特性和实际需求，选择一个合适的偏置点。
偏置点的选择要考虑电源电压、晶体管参数和工作温度等因素。
8.仿真和优化：使用电子设计自动化（EDA）软件进行电路仿真和优化。
通过仿真可以验证设计的性能，并优化电路参数以达到设计要求。
除了以上步骤，还有一些其他因素需要考虑，如电源噪声、温度等。
在设计过程中，需要根据实际情况进行调整和优化，以满足具体要求。
单管放大器总结 共射、共集、共基放大电路
晶体管共射极单管放大器单管放大电路的三种基本结构单管放大电路有共发射极、共基极和共集电极三种解法（组态），他们的输入和输出变量不同，因而电路的性能也不太一样。
共发射极单管放大电路.共集电极单管放大电路.共基极单管放大电路图一为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。
他的偏置电路采用Rb1组成的分压式电路，并在发射极中接有电阻Re,以稳定放大器的静态工作点。
在放大器的输入端加入输入信号Ui后，在放大器的输入端可得到一个与Ui相位相反，幅值被放大的输出信号U0，从而实现放大。
图一共射极单管放大器实验电路图当流过电阻Rb1和Rb2的电流远大于晶体管T的基极电流Ib时，则他的静态工作点Ub可以以以下式估算Ub=Rb1*U/Rb1+Rb2 Ie=Ub-Ube/Re≈Ic Uce=Ucc-Ic(Rc+Re)放大倍数Av=-β(Rc∥Rc)/rbe+(1+β)Re输出电阻:R=Rb1∥Rb2∥[rbe+(1+β)Re]输入电阻;R0≈Rc放大器的测量与调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试。
消除干扰与自激振荡机放大器各项动态参数的测量与调试。
1.放大器静态工作点的测量与调试（1）放大器静态工作点的测量测量放大器静态工作点的条件：输入信号Vi=0即将输入端与地短接，选用量程合适的直流毫安表和直流电压表分别测出所需参数：Ic,Ub,Uc,Ue.(2)静态工作点的调试放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流Ic（或Uce）的调试与测量。
静态工作点对放大器的性能和输出波形都有很大影响。
工作点偏高会导致饱和失真如图（2）所示；反之则导致截止失真如图（3).图二图三改变电路参数Ucc,Rc,Rb(Rb1,Rb2)都会引起静态工作点的改变如图四所示：图四2.放大器的动态指标测试放大器的动态指标包括：电压放大倍数，输入电阻，输出电阻，最大不失真输出电压（动态范围）和通频带等。
（1）电压放大倍数Av的测量调整放大器到合适的静态工作点，再加入输入电压Ui ，在输出电压不是真的情况下，用交流豪伏表测出Ui和Uo的有效值，则Av=Uo/Ui。
ad单管放大电路设计
ad单管放大电路设计
AD单管放大电路的设计需要考虑多个因素，以下是一些基本步骤和注意事项：
1.确定电路类型和参数：根据实际需求和输入信号的特性，选择合适的放大电路类型（如共射、共基、共集等），并确定所需的放大倍数、带宽、输入电阻、输出电阻等参数。
2.选择合适的器件：根据电路类型和参数，选择合适的晶体管或场效应管作为放大器件。
确保器件的耐压、电流、频率等特性满足设计要求。
3.设计电路结构：根据所选器件和电路类型，设计合适的电路结构。
注意电源电压、偏置电流、电阻阻值等参数的选择，确保电路稳定可靠。
4.计算元件参数：根据设计要求和所选器件的特性，计算电路中所需的电阻、电容等元件的参数。
注意元件的精度和稳定性对电路性能的影响。
5.仿真验证：使用仿真软件对设计的电路进行仿真验证，确保电路性能符合设计要求。
根据仿真结果，对电路进行优化和改进。
6.实际制作：在完成仿真验证后，按照设计图纸制作实际的AD 单管放大电路。
注意焊接工艺、元件布局、电源滤波等细节问题，确保电路性能稳定可靠。
在设计中需要注意以下几点：
1.保证放大倍数的稳定性和线性度；
2.考虑输入信号的频率范围和带宽；
3.考虑电源电压和偏置电流对电路性能的影响；
4.注意防止自激振荡和干扰问题；
5.在实际制作中注意保护器件和电路免受损坏。
以上是AD单管放大电路设计的基本步骤和注意事项，具体的设计过程还需要根据实际情况进行具体分析和设计。
单管交流放大电路实验实验一单级交流放大电路实验报告
单管交流放大电路实验实验一单级交流放大电路实验报告实验一单级交流放大电路一、实验目的1.熟悉电子元器件和模拟电路实验箱，2.掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响。
3.学习测量放大电路Q点，AV，ri，ro的方法，了解共射极电路特性。
4.学习放大电路的动态性能。
二、实验仪器1.示波器12.信号发生器3.数字万用表三、实验原理1.三极管及单管放大电路工作原理。
以NPN三极管的共发射极放大电路为例说明三极管放大电路的基本原理: 三极管的放大作用是:集电极电流受基极电流的控制，并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，。
如果将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。
如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。
我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。
2.放大电路静态和动态测量方法。
2放大电路良好工作的基础是设置正确的静态工作点。
因此静态测试应该是指放大电路静态偏置的设置是否正确，以保证放大电路达到最优性能。
放大电路的动态特性指对交流小信号的放大能力。
因此动态特性的测试应该指放大电路的工作频带，输入信号的幅度范围，输出信号的幅度范围等指标。
四、实验内容及步骤1.装接电路与简单测量图1.1 工作点稳定的放大电路(1)用万用表判断实验箱上三极管V的极性和好坏，电解电容C的极性和好坏。
测三极管B、C和B、E极间正反向导通电压，可以判断好坏;测电解电容的好坏必须使用指针万用表，通过测正反向3电阻。
三极管导通电压UBE=0.7V、UBC=0.7V，反向导通电压无穷大。
(2)按图1.1所示，连接电路(注意:接线前先测量+12V电源，关断电源后再连线)，将RP的阻值调到最大位置。
2.静态测量与调整接线完毕仔细检查，确定无误后接通电源。
改变RP，记录IC分别为0.5mA、1mA、1.5mA时三极管V的β值。
单管放大电路设计
单管放大电路设计单管放大电路由一个晶体管和与之配套的电路组成。
晶体管是一种用于放大电流和电压的半导体器件。
晶体管有三个引脚，分别是基极（B）、发射极（E）和集电极（C）。
根据基极电流和集电极电流的关系，晶体管可以分为三种工作模式：共基极、共发射极和共集电极。
在单管放大电路设计中，常用的是共发射极模式。
在这种模式下，输入信号通过耦合电容C1进入基极，提供了所需的输入电阻。
发射极被接地，提供了一个共接地的参考点。
集电极上接有负载电阻RL，负载电阻的值决定了输出信号的放大倍数。
设计一个单管放大电路的第一步是选择合适的晶体管。
根据应用的需求，我们需要选择一个具有适当的电压和电流放大倍数的晶体管。
常用的晶体管参数包括最大集电-发射电压（VCEO）、最大集电-基极电压（VCBO）、最大基极电流（IB）、最大集电-发射电流（ICEO）等。
在电路设计中，需要确定电路的操作点，即晶体管的静态工作状态。
操作点的选择取决于应用需求和晶体管的参数。
操作点通常被选择在晶体管的中间区域，以确保在输入信号的正负半周都有良好的放大。
确定操作点后，我们需要计算晶体管的放大倍数。
放大倍数可以通过下面的公式计算：β=Ic/Ib其中，β是晶体管的电流放大倍数，Ic是集电极电流，Ib是基极电流。
晶体管的放大倍数和负载电阻的值决定了输出信号的放大程度。
接下来，我们需要计算耦合电容C1的值。
耦合电容的目的是将输入信号传递到基极，同时阻隔直流偏置电压。
耦合电容的选择应考虑到信号频率的范围，并确保信号没有被过滤或失真。
最后，我们需要计算负载电阻RL的值。
负载电阻的选择应与晶体管的放大倍数相匹配，以确保最大的输出功率。
在实际的单管放大电路设计中，还需要考虑温度稳定性、噪声和频率响应等因素。
设计成功的单管放大电路需要综合考虑这些因素，并进行实际测试和调整。
总结起来，单管放大电路是一种常见的电子电路，用于放大电信号的幅度。
设计一个单管放大电路需要选择合适的晶体管，确定操作点，计算放大倍数、耦合电容和负载电阻的值。
基本放大电路—单管共射基本放大电路
rbe
Ui
I b rbe
uo
ii
ib
C
B
rbe
Rb1
ui
Rb2
ic
io
βib
E
RC
RL
ie
Ri
输入电阻
= // //′
= // //
= // // ≈
Ro
uo
ii
ib B
rbe
Rb1
ui
io
βi
E
Rb2
01
放大——通过电能转换把微弱的电信号增强到所要求的电压、电流或功率值。
02
VCC
放大的本质：能量的控制与转换
放大的前提：不失真
03
静态：放大电路没有输入信号时，电路中各点电流和电压
是直流信号，称为直流工作状态或静止工作状态，简称静
态。
动态：放大电路有输入信号时，电路中的电压和电流随交流
路的交流通路进行对
比。
+
+
Rb2
C2
T
Re
+
RB
RC
uo
Ce
T
T
ui
RL
RL
固定偏置放大电路
的交流通路
uo
ui
RC
Rb1
RL
Rb2
分压偏置放大电路
的交流通路
uo
微变等效电路分析
ii
Ri
ib B
rbe
ui
Rb1
Rb2
ic
C
io
βi
E
b
RC
RL
ie
Ro
Ri
电压放大倍数
单管放大电路课程设计
单管放大电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解单管放大电路的基本原理，掌握其组成部分及各自功能；2. 使学生掌握单管放大电路的静态工作点设置方法，了解其对电路性能的影响；3. 帮助学生掌握单管放大电路的动态性能分析方法，包括电压增益、输入输出阻抗等。
技能目标：1. 培养学生具备独立搭建单管放大电路的能力，并能进行电路调试与优化；2. 提高学生运用所学知识解决实际问题的能力，例如：分析实际电路中的噪声、失真等问题；3. 培养学生通过实验验证理论，具备一定的实验操作和数据分析能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发他们探索科学技术的热情；2. 培养学生的团队合作意识，学会在实验和讨论中互相学习、共同进步；3. 培养学生严谨、务实的科学态度，养成认真观察、思考问题的良好习惯。
本课程旨在通过讲解和实验相结合的方式，使学生深入理解单管放大电路的理论知识，培养其实践操作能力。
针对学生的年级特点，课程内容将注重理论与实践相结合，使学生能够在掌握基本原理的基础上，解决实际问题。
教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动思考、积极参与，以提高其学习兴趣和成就感。
通过本课程的学习，期望学生能够达到以上所述课程目标，为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 理论知识：- 简介晶体管及其工作原理；- 单管放大电路的基本构成与功能；- 静态工作点的设置及其对电路性能的影响；- 动态性能分析：电压增益、输入输出阻抗、频率响应等。
2. 实践操作：- 搭建单管放大电路，进行电路调试与优化；- 测量并分析电路的静态工作点、电压增益、输入输出阻抗等参数；- 分析实际电路中的噪声、失真等问题，并提出解决方案。
3. 教学进度安排：- 第一节课：晶体管及其工作原理介绍；- 第二节课：单管放大电路基本构成与功能讲解；- 第三节课：静态工作点设置及其对电路性能的影响；- 第四节课：动态性能分析方法讲解；- 第五节课：实践操作，搭建单管放大电路，进行电路调试与优化；- 第六节课：分析实际电路中的问题，并进行讨论。
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基本单管放大电路的设计
07级23系 马运聪 PB07210249
实验目的：1掌握晶体管放大器静态工作点的设计与调整方法。
2研究放大电路的动态性能。
3负反馈对放大器性能的影响及设计方法和测试技能。
实验原理：
1单管放大 2cos(21000)i U t mV π=⨯2114.675cos(21000)o U t mV π=⨯⨯ 2.239BB U V = 1.247C I mA = 4.319CE U V =
输入输出波形图及其李萨如图形：
2射极串小电阻单管放大 2cos(21000)i U t mV π=⨯285.794cos(21000)o U t mV π=⨯⨯
2.012BB U V = 1.258C I mA = 4.49CE U V
=
输入输出波形图及其李萨如图形：
3单管饱和 214.144cos(21000)i U t mV π=⨯⨯ 2.855BB U V = 1.707C I mA = 1.414CE U V
=
输入输出波形图及其李萨如图形：
4单管截至 228.284cos(21000)i U t mV π=⨯⨯ 0.796BB U V =127.151C I A μ=11.23CE U V
=
输入输出波形图及其李萨如图形：
数据分析：
1单极共发放大器
（1）
,204.1,60.29,74.9121Ω=Ω=Ω=k R k R k R E B B
Ω=Ω=k R k R L C 054.5,384.2
静态工作点：V V V V V V CC BB E 114.12,555.2,001.2===
交流信号：
mV t U mV t U o i )10002cos(2255,)10002cos(23⨯-=⨯=ππ
95.922
1=--=≈=B BB
B BB C
C E E
B E B
C R V R V V R V I I I I β 85-==i o V U U A Ω==644.15E r e I U r 由 e b ie ie
L C V r r h h R R A )1(,)//(0ββ++=-= 解得：Ω=64.301b r 与实验参考数据一致，但是β偏小，可能是由于BJT 管子长期工作在深度饱和区所致。
输出波形基本没有失真。
考虑到BB V 较小可能产生较大误差，设计第二组电路数据。
（2）
,204.1,60.29,79.7521Ω=Ω=Ω=k R k R k R E B B
Ω=Ω=k R k R L C 054.5,384.2
静态工作点：V V V V V V CC BB E 114.12,962.2,348.2===
交流信号：
mV t U mV t U o i )10002cos(2295,)10002cos(23⨯-=⨯=ππ
mV t U O )10002cos(2430⨯-=∞π
28.942
1=--=≈=B BB
B BB C
C E E
B E B
C R V R V V R V I I I I β
3.98-==i o V U U A 3.143-=∞V A Ω==332.13E r e I U r 由 ie
L C V h R R A )//(0β-= 解得：Ω=92.281b r 而通过ie C
V h R A 0β-
=∞解得Ω=2.298b r 。
说明采用B
C I I =β来计算是较为准确的。
测得：7.103,8.318,3,6.325====Vmid h mid l A kHz f kHz f Hz f
输入低频信号时，输入端耦合电容影响时的)(S A V 的3dB 下截止频率为
Hz C h ie 35.6411
11==ω 输出端电容的影响：
Hz C R R C L 73.61)(12
12=+=
ω
射极旁路电容的影响：
Hz C R h R E
E ie E 6.1321)1(1013=++
=βω 因此理论电压增益的3dB 截至频率为1321.6Hz 而实际的截至频率约为
325.6Hz 远小于理论值。
这可能是由于输入电压太小，输入波形失真较严重，
致使测量值发生大的误差，但若采用较高输入电压，容易进入截至或饱和区， 也会影响数据的测量。
内阻的测量：串联Ωk 2,分mV 26.6，i R 分mV 66.7
Ω=⨯Ω=k k R i 634.126
.666.72 理论值：Ω<Ω==k k R R h R B B ie i 634.1448.1////'21 输出电阻：Ω=-=∞k R U U U R L o
o o o 33.2与理论值Ω==k R R C O 384.2一致。
同样，输入电阻的测量由于其测量值太小产生的误差大于输出电阻的。
以下三个李萨如图横轴输入纵轴输出，频率分别为0.1、1、10kHz 。
可以发现频率较低时输出波形的相移较大，高频时相移几乎为︒90，但总体上
波形没有失真。
由于耦合电容总体不产生相移，那么低频时的相移可能来自于
射极旁路电容的影响。
低频时射极旁路电容的阻抗大，产生相移小，中频时则 接近︒90，在作交流小信号分析时可当作是导线。
2射极串小电阻单管放大
Ω=Ω=Ω=Ω=3.991,199,60.29,79.752121E E B B R R k R k R
Ω=Ω=k R k R L C 054.5,384.2
静态工作点：V V V V V V CC BB E 114.12,961.2,334.2===
交流信号：
mV t U mV t U o i )10462cos(24.14,)10462cos(294.1⨯-=⨯=ππ mV t U O )10462cos(26.21⨯-=∞π
45.94=β 13.11423
.7-=-=∞V V A A
由理论计算： 423.7627.7)
)(1()//(00-≈-=++-=e e L C V R r R R A ββ 13.1126.12))(1(00-≈-=++-
=∞e e C V R r R A ββ 由于射极串小电阻的影响，使得基极交流信号减弱，从而减低了放大倍数。
kHz f kHz f Hz f h mid l 421,3,91.31===
带宽为421kHz 比以上的单管放大的带宽318.5kHz 宽。
由理论算得有射极串小电阻与单管的带宽比为
94.7'1)(100=++++
≈b e
e b e e r r R r R r K ββ
理论带宽为2.5MHz ，但实际上由于高频时函数信号发生器发出的信号失真和
晶体管毫伏表的误差共同作用，偏差较大。
在测量输入输出电阻时也出现同样 的问题。
思考题：
1截至与饱和失真：截至失真是由于静态工作点靠左或输入电压较大BJT 进入截至
区所致，饱和失真是因由于静态工作点靠
右或 输入电压较大BJT 进入饱和区所致。
具体波形 图参见实验原理3、4。
2直接用电位器调节1B R 容易使其太低而导致BJT 上的基射电压太高，击穿PN 结， 烧坏管子，串联的电阻可以起到保护作用。
3e R 作为负反馈降低了输入信号加在基射极上的电压，大大降低电压增益，但提高 了输入阻抗，有利于信号的输入，减少信号源内阻的影响。
同时e R 提高3dB 上
截止频率：])(1[0e b e e h R r R r D +++=
βωωβ，从而扩大带宽。