两级放大电路的设计

4.16两级放大电路的设计，测试与调试一，实验目的

1，进一步掌握放大电路各种性能指标的测试方法。2，掌握两级放大电路的设计原理，各性能指标的调试原理。

二，实验预习与思考

1，放大器性能指标的定义及其测试方法。

2，多级放大器性能指标的特点。

三，实验原理

由一支晶体管组成的基本组态放大器往往达不到所要求的放大倍数，或者其他指标达不到要求。这是，可以将基本组态放大器作为一级单元电路，将其一级一级地连接起来构成多级放大，以实现所需的技术指标。多级放大器级与级之间，信号源与放大器之间，放大器与负载之间的连接方式，或者说信号传输方式称为耦合方式。耦合方式主要有电容耦合，变压器耦合和直接耦合。

1，多级放大器指标的计算

一个三级放大器的通用模型如图所示，

由模型图可以得到多级放大器的计算特点：

Ri=Ri1,多级放大器的输入电阻等于第一级放大器的输入电阻；

R0=R0末，多级放大器的输出电阻等于末级放大器的输出电阻；

Ri后=RL前，后级放大器的输入电阻是前级放大器的负载；

Ro前=Rs后，v00前=vs后，前级放大器的输出电路是后级放大器的信号源；

Av=，总的电压增益等于各电压增益相乘。

3，实验电路

实验电路如图所示可得该实验电路是一个电容耦合的两级放大器，电路中含电阻Rf的支路是下一次负反馈实验电路中反馈网络的负载效应，这里不必管他。

四，测试方法：略

五，实验内容

1，测量静态工作点

令Vcc=+12v，调节Rw，使放大器第一级工作点Ve1=，

用数字万用表测量各管脚电压并记录于下表：

静态工作点的测试

2，放大倍数的测量

调整函数发生器，使放大器Ui=5mv，f=1khz的正弦信号，测量输出电压U0，计算电压增益，填于下表中：放大倍数的测量

3，输入输出电阻的测量

运用两次电压法测量两级放大器的输入电阻和输出电阻。测量输入电阻时，在输入口接入取样电阻R=1k Ω。测量输出电阻时，接入负载电阻RL=1kΩ。数据分别计入下表：

输入输出电阻的测量

’Ui

Ri U0Uo’R0

5mv5250Ω380mv185mv1054

4，测量两级放大器的频率特性，并绘出频率特性曲线

用点频法测量两级放大器的频率特性，并求出放大器的带宽△f=fH-fL.记录相关数据填入下表，并要求在对数坐标系上绘出放大器的幅频特性曲线。

幅频特性曲线的测试

频率值（hz）fL/2fL f0/2f02f0fH10fH总带宽△

20401K2K2M20M

U0（V）0,37720M

PNP型单级共射放大电路

PNP 型单级共射放大电路一、实验目的 1、设计一个PNP 型共射放大器，使其放大倍数为80，工作电流为80mA 。二、实验仪器 1、示波器 2、信号发生器 3、数字万用表 4、交流毫伏表 5、直流稳压源三、实验原理 1、PNP 型单级共射放大器电路图如下： 2、静态工作点的理论计算：静态工作点可由以下几个关系式确定： 4 34 B C C R U V R R = + 5 B BE C E U U I I R -≈= 由以上式子可知，当管子确定后，改变CC V 、3R 、4R 中任意参数值，都会导致静态工作点的变化。当电路参数确定后，静态工作点主要通过P R 调整。工作点偏高，输出信号波形易产生饱和失真；工作点偏低，输出波形易产生

截止失真。但当输入信号过大时，管子将工作在非线性区，输出波形会产生双向失真。当输出波形不很大时，静态工作点的设置应偏低，以减小电路的静态损耗。 3、电压放大倍数的测量与计算电压放大倍数是指放大电路输出端的信号电压（变化电压）与输入端的信号电压之比，即：o u i u A u = 电路中有12 (//) u be R R A r β =-、 26 '(1) be bb EQ mV r r I β =++ 其中，' bb r一般取300Ω。当放大电路静态工作点设置合理后，在其输入端加适当的正弦信号，同时用示波器观察放大电路的输出波形，在输出波形不失真的条件下，用交流毫伏表或示波器分别测量放大电路的输入、输出电压，再按定义式计算即可。四、实验内容及结果 1、按图连接电源，确认电路无误后接通电源。 2、在放大器的输入端加入频率f=1KHz，幅值约为10mV的正弦信号，用示波器观察，同时，用示波器的另一端监视放大器的输出电压Uo的波形。调整Rp的阻值，使静态工作点处于合适位置，此时，输出波形最大而不失真。 3、测量电路工作电流Ic并与理论计算值比较

多级放大电路设计及测试

3.16多级放大电路的设计与测试一．实验目的 1.理解多级放大直接耦合放大电路的工作原理和设计方法。 2.学习并熟悉设计高增益的多级直接耦合放大电路的方法。 3.掌握多级放大器性能指标的测试方法。 4.掌握再放大电路中引入负反馈的方法。二．实验预习与思考基本要求：用给定的三极管2SC1815（NPN），2SA1015(PNP)设计多级放大器，已知Vcc=+12V，Vee=-12V，要求设计差分放大器恒流源的射极电流Ieq3=1-1.5mA,第二放大级射极电流Ieq4=2-3mA；差分放大器的单端输出不失真电压增益至少大于10倍，主放大级的不失真电压增益不小于100倍；双端输入电阻大于10KOhm，输出电阻小于10Ohm，并保证输入级和输出级的直流电流为为零。三．测试方法静态工作点、增益、输入、输出阻抗、幅频特性等测试方法请参看前面的教学内容。四．实验内容用Multisim仿真设计结果，并调节电路参数以满足性能指标要求。给出仿真结果。仿真实验电路：测得放大电路单端输入电阻约为10KOhm，放大倍率3094.53倍。由于放大倍率较大，如采用Ui=5mV，10kHz交流电，则放大电压Uo=Ui*Au=15.47V，超出了放大电路的最大输出，因此接下来的仿真实验采用交流电压为100uV，500Hz的交流电源。测试电路： 2.电路放大倍率的测试

倍Au=3094.53总放大倍数：测试电路：测试截图：差分输入，输出波形：主放大级输入、输出波形：总输入，输出波形：输入电阻测试2.Ri R U' U 10.372kOhm 49.085uV 10kOhm 100uV :测试电路：测试结果Ro=4.032hm 输出电阻： 370 1850 3.7K 18.5 37K 74K 185K 370K Au(dB) 69.790 69.811 69.798 69.328 67.71 65.573 54.922 46.614 分析电路：测试结果：

《线性电子线路》实验五单级交流放大电路

实验五单级交流放大电路（一）一、实验目的 1、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 2、学会放大器静态工作点的调试方法，理解电路元件参数对静态工作点和放大器性能的影响。 3、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。二、实验原理 1、原理简述图2.2.1为电阻分压式静态工作点稳定放大器电路。它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R E ，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号u i 后，在放大器的输出端便可得到一个与u i 相位相反，幅值被放大了的输出信号u 0，从而实现了电压放大。图2.2.1 共射极单管放大器实验电路 2、静态参数分析在图2.2.1电路中，当流过偏置电阻R B1和R B2 的电流远大于晶体管T 的基极电流I B 时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算： CC B2 B1B1 B U R R R U +≈ （2-1） U CE ＝U CC －I C （R C ＋R E ）（2-3） 3、动态参数分析电压放大倍数 be L C V r R R β A // ?= （2-4）输入电阻 R i ＝R B1 / R B2 / r be （2-5）输出电阻 R O ≈R C （2-6） 4、测量与调试 B E BE B E I R U U I )1(β+≈?≈ （2-2）

放大器的静态参数是指输入信号为零时的I B 、I C 、U BE 和U CE 。动态参数为电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真电压和通频带等。 (1) 静态工作点的测量测量放大器的静态工作点，应在输入信号u i ＝0的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流I C 以及各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压U E 或U C ，然后算出I C 的方法，例如，只要测出U E ，即可用 E E E C R U I I = ≈算出I C （也可根据C C CC C R U U I ?=，由U C 确定I C ），同时也能算出U BE ＝U B －U E ，U CE ＝U C －U E 。为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。 (2) 静态工作点的调试放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流I C （或U CE ）的调整与测试。静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时u O 的负半周将被削底，如图2.2.2(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即u O 的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图2.2.2(b)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，即在放大器的输入端加入一定的输入电压u i ，检查输出电压u O 的大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。 (a) (b) 图2.2.2 静态工作点对u O 波形失真的影响改变电路参数U CC 、R C 、R B （R B1、R B2）都会引起静态工作点的变化，如图2.2.3所示。但通常多采用调节偏置电阻R B2的方法来改变静态工作点，如减小R B2，则可使静态工作点提高等。图2.2.3 电路参数对静态工作点的影响所谓的工作点“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，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说，产生波形失真是信号

CMOS二级运算放大器设计

CMOS二级运算放大器设计（东南大学集成电路学院）一．运算放大器概述运算放大器是一个能将两个输入电压之差放大并输出的集成电路。运算放大器是模拟电子技术中最常见的电路，在某种程度上，可以把它看成一个类似于BJT 或FET 的电子器件。它是许多模拟系统和混合信号系统中的重要组成部分。它的主要参数包括：开环增益、单位增益带宽、相位阈度、输入阻抗、输入偏流、失调电压、漂移、噪声、输入共模与差模范围、输出驱动能力、建立时间与压摆率、CMRR、PSRR以及功耗等。二．设计目标 1.电路结构最基本的COMS二级密勒补偿运算跨导放大器的结构如图所示。主要包括四部分：第一级输入级放大电路、第二级放大电路、偏置电路和相位补偿电路。图两级运放电路图 2.电路描述电路由两级放大器组成，M1~M4构成有源负载的差分放大器，M5提供该放大器的工作电流。M6、M7管构成共源放大电路，作为运放的输出级。M6 提供给M7 的工作电流。M8~M13组成的偏置电路，提供整个放大器的工作电流。相位补偿电路由M14和Cc构成。M14工作在线性区，可等效为一个电阻，与电容Cc一起跨接在第二级输入输出之间，构成RC密勒补偿。 3.设计指标两级运放的相关设计指标如表1。

表1 两级运放设计指标三．电路设计第一级的电压增益： )||(422111o o m m r r g R G A == 第二级电压增益： )||(766222o o m m r r g R G A =-= 所以直流开环电压增益： )||)(||(76426221o o o o m m o r r r r g g A A A -== 单位增益带宽： c m O C g A GBW π2f 1 d == 偏置电流： 2 13 122121)/()/()/(2??? ? ??-=L W L W R L W KP I B n B 根据系统失调电压： 7 5 6463)/()/(21)/()/()/()/(L W L W L W L W L W L W == 转换速率： ? ?? ???-=L DS DS C DS C I I C I SR 575,min 相位补偿： 12.1)/()/()/()/(1 61311 146 6+== m m m C g g L W L W L W L W g R

多级交流放大器的设计

实验七多级交流放大器的设计一．实验目的 1．学习多级交流放大器的设计方法。 2．掌握多级交流放大器的安装、调试与测量方法二．预习要求 1．根据教材中介绍的方法，设计一个满足指标要求的多级交流放大器，计算出多级交流放大器中各元件的参数，画出标有元件值的电路图。 2．预习多级交流放大器的调试与测量方法，制定出实验方案，选择实验用的仪器设备。三．实验原理当需要放大低频范围内的交流信号时，可用集成运算放大器组成具有深度负反馈的交流放大器。由于交流放大器的级与级之间可以采用电容耦合方式，所以不用考虑运算放大器的失调参数和漂移的影响。因此，用运算放大器设计的交流放大器具有组装简单、调试方便、工作稳定等优点。如果需要组成具有较宽频带的交流放大器，应选择宽带集成放大器，并使其处于深度负反馈。若要得到较高增益的宽带交流放大器，可用两个或两个以上的单级交流放大器级联组成。在设计小信号多级宽带交流放大器时，输入到前级运算放大器的信号幅值较小，为了减小动态误差，应选择宽带运算放大器，并使它处于深度负反馈。由于运放的增益带宽积是一个常数，因此，加大负反馈深度，可以降低电压放大倍数，从而达到扩展频带宽度的目的。由于输入到后级运放的信号幅度较大，因此，后级运放在大信号的条件下工作，这时，影响误差的主要因素是运放的转换速率，运放的转换速率越大，误差越小。四．设计方法与设计举例 1．设计方法与步骤： 169

170 （1）确定放大器的级数n 根据多级放大器的电压放大倍数A u Σ和所选用的每级放大器的放大倍数A ui ，确定多级放大器的级数n 。（2）选择电路形式（3）选择集成运算放大器先初步选择一种类型的运放，然后根据所选运放的单位增益带宽BW ，计算出每级放大器的带宽。 ui Hi A BW f = （1）并按（2）式算出。 121 ' -=n Hi Hi f f （2）多级放大器的总带宽H f 必须满足： 'Hi H f f ≤ （3）若'Hi H f f >，就不能满足技术指标提出的带宽要求，此时可再选择增益带宽积更高的运放。一直到多级放大器的总带宽H f 满足（3）式为止。当所选择的运放满足带宽要求后，对末级放大器所选用的运放，其转换速率R S 必须满足： om R U f S ?≥max 2π （4）否则会使输出波形严重失真。（4）选择供电方式在交流放大器中的运放可以采用单电源供电或正负双电源供电方式。单电源供电与正负双电源供电的区别是：单电源供电的电位参考点为负电源端（此时负电源端接地）。而正负双电源供电的参考电位是总电源的中间值（当正负电源的电压值相等时，参考电位为零）。（5）计算各电阻值根据交流放大器的输入电阻和对第一级电压放大倍数的要求，先确定出第一级的输入电阻和负反馈支路的电阻，然后再根据第二级电压放大倍数的要求，确定出第二级的输入电阻和负反馈支路的电阻。按此顺序，逐渐地把每级的电阻值确定下来。（6）计算耦合电容当信号源的内阻和运放的输出电阻被忽略时，信号源与输入级之间、级与级之间的耦合电容可按下式计算。 i L R f C π2)10~1(= （5）上式中，i R 是耦合电容C 所在级的输入电阻。类似地输出电容可按下式计算。 L L R f C π2)10~1(= （6） 2．设计举例

单级交流放大电路

深圳大学实验报告课程名称：模拟电路实验项目名称：单级交流放大电路学院：信息工程学院二、实验仪器 1.示波器 2.信号发生器 3.数字万用表三、预习要求 1.复习三极管及单管放大电路工作原理。

2.进行放大电路静态工作点和电压放大倍数的估算。四、实验内容及步骤 1.装接电路与简单测量图1.l 基本放大电路如三极管为3DG6，放大倍数β一般是25—45；如为9013，一般在150以上 (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。 U BE=0.7V、U BC=0.7V，反向导通电压无穷大。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)，、 (2)按图1.2接线，调整R P使V E=2.2V，计算并填表1.1。图1.2 工作点稳定的放大电路为稳定工作点，在电路中引入负反馈电阻R e，用于稳定静态工作点，即当环境温度变化时，保持静态集电极电流I CQ和管压降U CEQ基本不变。依靠于下列反馈关系： T↑—β↑—I CQ↑—U E↑—U BE↓—I BQ↓—I CQ↓，反过程也一样,其中R b2的引入是为了稳定U b。但此类工作电路的放大倍数由于引入负反馈而减小了，而输入电阻r i变大了，输出电阻r o不变。

e be L c u R r R R A )1()(ββ++-= ，))1((21e be b b i R r R R r β++=，c o R r = 由以上公式可知，当β很大时，放大倍数u A 约等于 e L c R R R ，不受β值变化的影响。输出波形时要调节R b1，使输出波形最大且不失真时开始测量。输入输出波形两者反相，相差180度。 (3) 信号源频率不变，逐渐加大信号源幅度，观察V O 不失真时的最大值并填表1.2。分析图1.3的交流等效电路模型，由下述几个公式进行计算： E be I mV r 26) 1(200β++≈，be ce c L V r r R R A β-=，c ce o be b b i R r r r R R r ==,2

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

二级运算放大电路版图设计

1前言1 2二级运算放大器电路 1 2.1电路结构 1 2.2设计指标 2 3 Cadence仿真软件 3 3.1 schematic原理图绘制 3 3.2 生成测试电路 3 3.3 电路的仿真与分析 4 3.1.1直流仿真 4 3.1.2交流仿真 4 3.4 版图绘制 5 3.4.1差分对版图设计 6 3.4.2电流源版图设计 7 3.4.3负载MOS管版图设计 7 3.5 DRC & LVS版图验证 8 3.5.1 DRC验证 8 3.5.2 LVS验证 8 4结论 9 5参考文献 9

本文利用cadence软件简述了二级运算放大器的电路仿真和版图设计。以传统的二级运算放大器为例，在ADE电路仿真中实现0.16umCMOS工艺，输入直流电源为5v，直流电流源范围27~50uA,根据电路知识，设置各个MOS管合适的宽长比，调节弥勒电容的大小，进入stectre仿真使运放增益达到40db，截止带宽达到80MHz和相位裕度至少为60。。版图设计要求DRC验证0错误，LVS验证使电路图与提取的版图相匹配，观看输出报告，要求验证比对结果一一对应。关键词：cadence仿真，设计指标，版图验证。 Abstract In this paper, the circuit simulation and layout design of two stage operational amplifier are briefly described by using cadence software. In the traditional two stage operational amplifier as an example, the realization of 0.16umCMOS technology in ADE circuit simulation, the input DC power supply 5V DC current source 27~50uA, according to the circuit knowledge, set up each MOS tube suitable ratio of width and length, the size of the capacitor into the regulation of Maitreya, the simulation of stectre amplifier gain reaches 40dB, the cut-off bandwidth reaches 80MHz and the phase margin of at least 60.. The layout design requires DRC to verify 0 errors, and LVS validation makes the circuit map matching the extracted layout, viewing the output report, and requiring verification to verify the comparison results one by one. Key words: cadence simulation, design index, layout verification.

电子专业技术实验报告—实验4单级放大电路

电子技术实验报告—实验4单级放大电路

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电子技术实验报告实验名称：单级放大电路系别：班号：实验者姓名：学号：实验日期：实验报告完成日期：

目录一、实验目的 (5) 二、实验仪器 (5) 三、实验原理 (5) （一）单级低频放大器的模型和性能 (5) （二）放大器参数及其测量方法 (7) 四、实验内容 (9) 1、搭接实验电路 (9) 2、静态工作点的测量和调试 (10) 3、基本放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测量 (11) 4、放大器上限、下限频率的测量 (12) 5、电流串联负反馈放大器参数测量 (13) 五、思考题 (13) 六、实验总结 (13)

一、实验目的 1.学会在面包板上搭接电路的方法； 2.学习放大电路的调试方法； 3.掌握放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输出电阻和通频带测量方法； 4.研究负反馈对放大器性能的影响；了解射级输出器的基本性能； 5.了解静态工作点对输出波形的影响和负载对放大电路倍数的影响。二、实验仪器 1.示波器1台 2.函数信号发生器1台 3. 直流稳压电源1台 4.数字万用表1台 5.多功能电路实验箱1台 6.交流毫伏表1台三、实验原理（一）单级低频放大器的模型和性能 1. 单级低频放大器的模型单级低频放大器能将频率从几十Hz~几百kHz的低频信号进行不失真地放

大，是放大器中最基本的放大器，单级低频放大器根据性能不同科分为基本放大器和负反馈放大器。从放大器的输出端取出信号电压（或电流）经过反馈网络得到反馈信号电压（或电流）送回放大器的输入端称为反馈。若反馈信号的极性与原输入信号的极性相反，则为负反馈。根据输出端的取样信号（电压或电流）与送回输入端的连接方式（串联或并联）的不同，一般可分为四种反馈类型——电压串联反馈、电流串联反馈、电压并联反馈和电流并联反馈。负反馈是改变房卡器及其他电子系统特性的一种重要手段。负反馈使放大器的净输入信号减小，因此放大器的增益下降；同时改善了放大器的其他性能：提高了增益稳定性，展宽了通频带，减小了非线性失真，以及改变了放大器的输入阻抗和输出阻抗。负反馈对输入阻抗和输出阻抗的影响跟反馈类型有关。由于串联负反馈实在基本放大器的输入回路中串接了一个反馈电压，因而提高了输入阻抗，而并联负反馈是在输入回路上并联了一个反馈电流，从而降低了输入阻抗。凡是电压负反馈都有保持输出电压稳定的趋势，与此恒压相关的是输出阻抗减小；凡是电流负反馈都有保持输出电流稳定的趋势，与此恒流相关的是输出阻抗增大。 2.单级电流串联负反馈放大器与基本放大器的性能比较电路图2是分压式偏置的共射级基本放大电路，它未引入交流负反馈。电路图3是在图2的基础上，去掉射极旁路电容C e，这样就引入了电流串联负反馈。

单级放大电路的设计与仿真

单级放大电路的设计与仿真一、实验目的 1）掌握放大电路静态工作点的调整与测试方法。 2）掌握放大电路的动态参数的测试方法。 3）观察静态工作点的选择对输出波形及电压放大倍数的影响。二、实验器材 1mV 5KHz 正弦电压源，15mV 5KHz 正弦电压源，12V直流电压源，2N2222A三极管，10uF电容（3个），10KΩ电阻（2个），3.0KΩ电阻，1.5KΩ电阻，5.1KΩ电阻，250KΩ电位器，万用表，示波器等。三、实验原理与要求三极管工作在放大区时具有电流放大作用，只有给放大电路中的三极管提供合适的静态工作点才能保证三极管工作在放大区。如果静态工作点不合适，输出波形则会产生非线性失真——饱和失真和截止失真，而不能正常放大。静态工作点合适时，三极管有电流放大特性，通过适当的外接电路，可实现电压放大。表征放大电路放大特性的交流参数有电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。对于不同频率的输入交流信号，电路的电压放大倍数不同，电压放大倍数与频率的关系定义为频率特性，频率特性包括：幅频特性——即电压放大倍数的幅度与频率的关系；相频特性——即电压放大倍数的相位与频率的关系。设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率5kHz(幅度1mV) ，负载电阻5.1kΩ，电压增益大于50。调节电路静态工作点(调节电位计)，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。加入信号源频率5kHz(幅度1mV) ，调节电路使输出不失真，测试此时的静态工作点值。测电路的输入电阻、输出电阻和电压增益。测电路的频率响应曲线和fL、fH值。设计图如下：

四、实验内容与步骤 1.饱和失真为了使得到的饱和、截止失真的波形图更加明显，用15mV的交流电压源代替了原先的1mV 的电源。调节电位器的百分比至0%，观察波形。测试饱和失真下的静态工作点可知I B=227.374uA，I C=2.576mA, U CE=69.657mV。

东大模电实验三极管放大电路设计

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：模拟电子电路基础第三次实验实验名称：三极管放大电路设计院（系）：专业：姓名：学号：实验室: 105 实验组别：同组人员：实验时间：2015年05月04日评定成绩：审阅教师：

实验三三极管放大电路设计一、实验目的 1.掌握单级放大电路的设计、工程估算、安装和调试； 2.了解三极管、场效应管各项基本器件参数、工作点、偏置电路、输入阻抗、输出阻抗、增益、幅频特性等的基本概念以及测量方法； 3.了解负反馈对放大电路特性的影响。 4.掌握多级放大电路的设计、工程估算、安装和调试； 5.掌握基本的模拟电路的故障检查和排除方法，深化示波器、稳压电源、交流毫伏表、函数发生器的使用技能训练。二、预习思考： 1.器件资料：上网查询本实验所用的三极管9013的数据手册，画出三极管封装示意图，标出每个管脚的名称，将相关参数值填入下表：注：额——表示Absolute maximum ratings，最大额定值。 2.偏置电路：图3-3中偏置电路的名称是什么？简单解释是如何自动调节晶体管的电流I C以实现稳定直流工作点的作用的，如果R1、R2取得过大能否再起到稳定直流工作点的作用，为什么？答： ①图3-1偏置电路名称：分压式偏置电路。 ②自动调节晶体管电流Ic以实现稳定直流工作点的作用的原理：当温度升高，会引起静态电流ICQ(≈IEQ)的增加，此时发射极直流电位UEQ=IEQ*RE 也会增加，而由于基极电位UBQ基本固定不变，因此外加在BJT发射结上的电压UBEQ=UBQ-UEQ将减小，迫使IEQ减小，进而抑制了ICQ的增加，使ICQ基本维持不变，达到自动稳定静态工作点的目的。同理，当温度降低时，ICQ减小，UEQ同时减小，而UBEQ则上升促使IEQ增大，抑制了ICQ 的减小，进而保证了Q点的稳定。 ③若R1、R2取得过大，则不能再起到稳定工作点的作用。这是因为在此情况下，流入基极的电流不可再忽略，UB不稳定导致直流工作点不稳定。

实验一单级放大电路

实验一单级放大电路一、实验目的 1、掌握单管电压放大电路的调试和测试方法。 2、掌握放大器静态工作点和负载电阻对放大器性能的影响。 3、学习测量放大器的方法，了解共射极电路的特性。 4、学习放大器的动态性能。二、实验仪器 1、模拟电路实验箱及附件板 2、示波器 3、万用表 4、直流毫伏表 5、交流毫伏表 6、函数发生器 7、+12V电源三、实验原理实验采用分压式工作点稳定电路，如图1.1所示。

1、静态工作点的估算当流过基极分压电阻的电流远远大于三极管的基极电流时，可以忽略BQ I ，则有：CC 2b 1b 1 b BQ V R R R V += ，e BEQ BQ EQ CQ R U V I I -=≈ )(e c CQ CC e EQ c CQ CC CEQ R R I V R I R I V U +-≈--= β CQ BQ I I = 2、动态指标的估算与测试放大电路的动态指标主要有电压放大倍数，输入电阻，输出电阻及通频带等。理论上，电压放大倍数be L u r R A '-=β ，输入电阻be be 2b 1b i ////r r R R R ≈=，输出电阻c o R R ≈ 测量电压放大倍数时，首先将电路调整到的合适静态工作点，给定输入电压i u ，在输出电压不失真的情况下，用毫伏表测出输出电压o u 与输入电压i u 的有效值，则i o u U U A = 四、实验内容及步骤１、在模拟电路实验箱上插上附件板，按图1.1电路，用插接线连接实验电

路，接线完毕，检查无误后，接上＋12V直流电源。 2、调试静态工作点接通直流电源前，先将R W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R W，使I C＝2.0mA（即U E＝2.0V），用直流电压表测量U B、U E、U C及用万用电表测量R B2值。记入表1－1。表1-1 I C＝2mA 3、测量电压放大倍数在放大器输入端加入频率为1KHz的正弦信号u S，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压U i 10mV，同时用示波器观察放大器输出电压u O波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述两种情况下的U O值，并用双踪示波器观察u O和u i的相位关系，记入表1－2。表1-1 I C＝2mA 表2.1

多级放大电路的设计报告报告

电工电子技术课程设计报告题目：多级放大电路的设计二级学院机械工程学院年级专业 14 动力本学号 1401250029 学生姓名周俊指导教师张云莉教师职称讲师报告时间：2015.12.28

目录第一章．基本要求和放电电路的性能指标 (1) 第二章．概述和任务分析 (5) 第三章．电路原理图和电路参数 (6) 第四章．主要的计算过程 (9) 第五章．电路调试运算结果 (11) 第六章．总结 (12) 制作调试步骤及结果 (12) 收获和体会 (13) 第七章．误差和分析 (14) 第八章．参考文献 (15)

第一章．基本要求和放电电路的性能指标 1. 基本要求：用给定的三极管2SC1815(NPN)，2SA1015(PNP)设计多级放大器，已知V CC =+12V, -V EE =-12V ，要求设计差分放大器恒流源的射极电流I EQ3=1~1.5mA ，第二级放大射极电流I EQ4=2~3mA ；差分放大器的单端输入单端输出不是真电压增益至少大于10倍，主放大器的不失真电压增益不小于100倍；双端输入电阻大于10k Ω，输出电阻小于10Ω，并保证输入级和输出级的直流点位为零。设计并仿真实现。 2. 放电电路的性能指标：第一种是对应于一个幅值已定、频率已定的信号输入时的性能，这是放大电路的基本性能。第二种是对于幅值不变而频率改变的信号输出时的性能。第三种是对应于频率不变而幅值改变的信号输入时的性能。 1.1第一种类型的指标： 1.放大倍数放大倍数是衡量放大电路放大能力的指标。它定义为输出变化量的幅值与输入变化量的幅值之比，有时也称为增益。虽然放大电路能实现功率的放大，然而在很多场合，人们常常只关心某一单项指标的放大的倍数，比如电压或者电流的放大倍数。由于输出和输入信号都有电压和电流量，所以存在以下四中比值：（1-1） 1.

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，A V ，r i ，r o 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 2.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。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R P ，记录I C 分别为0.5mA 、1mA 、1.5mA 时三极管V 的β值。注意：I b 和I c 一般用间接测量法，即通过测V c 和V b ，R c 和R b 计算出I b 和I c 。此法虽不直观，但操作较简单，建议采用。以避免直接测量法中，若操作不当容易损坏器件和仪表的情况。 (2)按图1.1接线，调整R P 使V E =1.8V ，计算并填表1.1。为稳定工作点，在电路中引入负反馈电阻Re ，用于稳定静态工作点，即当环境温度变化时，保持静态集电极电流ICQ 和管压降UCEQ 基本不变。依靠于下列反馈关系： T ↑—β↑—ICQ ↑—UE ↑—UBE ↓—IBQ ↓—ICQ ↓，反过程也一样。其中Rb2的引入是为了稳定Ub 。但此类工作电路的放大倍数由于引入负反馈而减小了，而输入电阻ri 变大了，输出电阻ro 不变。 e be L c u R r R R A )1()(ββ++-= ，))1((21e be b b i R r R R r β++=，c o R r = 由以上公式可知，当β很大时，放大倍数约等于e L c R R R ，不受β值变化的影响。表1.1 注意：图1.1中b 为支路电流。 3.动态研究 (1)按图1.2所示电路接线。 (2)将信号发生器的输出信号调到f=1KHz ，幅值为500mV ，接至放大电路的A 点，经过R 1、R 2衰减（100倍），V i 点得到5mV 的小信号，观察V i 和V O 端波形，并比较相位。图中所示电路中，R1、R2为分压衰减电路，除R1、R2以外的电路为放大电路。由于一般信号源在输出信号小到几毫伏时，会不可避免的受到电源纹波影响出现失真，而大信号时电源纹波几乎无影响，所以采取大信号加R1、R2衰减形式。此外，观察输出波形时要调节Rb1，使输出波形最大且不失真时开始测量。输入输出波形两者反相，相差180度。

单级共射放大电路的设计共7页word资料

实验二、单级共射放大电路的设计一、实验目的 1.掌握共射放大器电路的设计方法 2.掌握如何设置放大电路的静态工作点及其调试方法 3.学习放大电路性能指标 4.观察基本放大电路参数对放大器的静态工作点、电压放大倍数及最大不失真电压、以及频率响应的测量方法 5.进一步熟悉函数发生器、等常用仪器的使用方法 6.进一步熟悉晶体管参数的测试 7.了解负反馈对放大电路性能的影响二、实验仪器与器件：直流稳压电源、万用电表、双踪示波器、交流毫伏表、直流毫安表、频率计、三极管、电阻器、电容器、电位器若干。三、实验原理：连接电路图如下图，并测量相关数据，了解单级共设放大电路四、实验内容 1.静态工作点的调整与测量：将R L 开路；在接通电源钱，将R b2 调至最大，并使u i =0.调节R b2 测量相应数据填入下表

2.观察静态工作点对输出波形失真的影响：调节函数信号发生器找到最大不失真输入电压，然后观察u O 输出波形，判断失真情况以及管子工作状态填入下表

3.电压放大倍数的测量将频率为1kHz 、u i =300mV （参考）的正弦信号作为输入信号，用交流毫伏表测量U i 和U o 有效值，用示波器观察输入输出电压的波形，把测量结果记入下表 U i =248mV

4.观察静态工作点对电压放大倍数的影响将R L 开路，R C =2k欧姆，输入适当u i 。改变R b2 ，将数据填入下表 U i =106.06mV 注意：测量U CE 时它是静态参数。 5.输入电阻和输出电阻的测量输入端开关打开，用交流毫伏表测量U i 和U s ，计算输入电阻 R i =U i /I i =R s *U i /(U s -U i ) 闭合输入端开关，打开和闭合输出端开关，用交流毫伏表测量U L 和U O ，计算输出电阻 R O =（U O /U L -1）*R L 6.最大不是真输出电压V opp 的测量同时调节输入信号的幅度和电位器R b2 ，用示波器和交流毫伏表测量填表 7.幅频特性的测量采用主点法进行测量，填表。

多级放大电路的分析与设计

摘要电子设备中，往往需要放大微弱的信号，这主要是通过放大电路实现的。基本放大电路由单个晶体管或场效应管构成，为单级放大电路，其电压放大倍数可以达到几十倍。而当信号非常微弱时，单级放大电路无法满足放大需求，此时我们把若干个单级放大电路串接在一起，级联组成多级放大电路。本文主要研究多级放大电路的分析与设计，根据各级电路级间耦合方式的不同，分别设计了直接耦合放大电路、阻容耦合放大电路和光耦合放大电路，分析了电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等指标特性。在此基础上，讨论了差分放大电路以及消除互补输出级交越失真的方法。最后，以前面的讨论为基础，设计了一款具有差分输入的多级放大电路，对电路性能指标进行了设定，并分析了各部分的作用。

2.1直接耦合多级放大电路的设计 2.1.1 设计原理根据设计要求，本设计主要采用两级放大，为了传递变化缓慢的直流信号，可以把前级的输出端直接接到后级的输入端。这种连接方式称为直接耦合。如图2.1所示。直接耦合式放大电路有很多优点，它既可以放大和传递交流信号，也可以放大和传递变化缓慢的信号或者是直流信号，且便于集成。实际的集成运算放大器其内部就是一个高增益的直接耦合多级放大电路。直接耦合放大电路，由于前后级之间存在着直流通路，使得各级静态工作点互相制约、互相影响。因此，在设计时必须采取一定的措施，以保证既能有效地传递信号，又要使各级有合适的工作点。

图2.1 直接耦合两级放大电路通常在第二级的发射极接入稳压二极管，这样既提高了第二级的基级电位，也使第一级的集电极静态电位抬高，脱离饱和工作区，可以使整个电路稳定正常的工作，稳定三极管的静态工作点。但是在一个多级放大电路的输入端短路时，输出电压并非始终不变，而是会出现电压的随机漂动，这种现象叫做零点漂移，简称零漂。产生零漂的原因有很多，主要是以下两点：一方面，由于元器件参数，特别是晶体管的参数会随温度的变化而变化；另一方面，即使温度不变化，元器件长期使用也会使远见老化，参数就会发生变化，由温度引起的叫做温漂，由元器件老化引起的叫做零漂，在多级放大电路中，第一级的影响尤为严重，它将被逐级放大，以至影响整个电路的工作，所以零漂问题是直接耦合放大电路的特殊问题。解决零漂的方法有很多种，例如引入直流负反馈来稳定静态工作点，以减小零漂；利用温度补偿元件补偿放大管的零点漂移，利用热敏电阻或二极管来与工作管的温度特性相补偿；利用工作特性相同的管子构成对称的一种电路—差动放大电路，这是最为行之有效的方法，故本次设计采用差动放大电路来设计实现。

单级放大电路的设计和仿真

实验一单级放大电路的设计和仿真一、实验目的 1、掌握放大电路静态工作点的调整和测试方法。 2、掌握放大电路的动态参数的测试方法。 3、观察静态工作点的选择对输出波形及电压放大倍数的影响。二、实验要求 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5kHz(幅度1mV) ，负载电阻5.1kΩ，电压增益大于50。 2、调节电路静态工作点(调节电位计)，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、加入信号源频率5kHz(幅度1mV) ，调节电路使输出不失真，测试此时的静态工作点值。测电路的输入电阻、输出电阻和电压增益； 4、测电路的频率响应曲线和f L、f H值。三、设计原理图 Rb1=160kΩ,Rb2=80.6kΩ,Rc=2.2kΩ,Re=1.65kΩ,C1=C2=10uF,Ce=100uF,RL=3,9kΩ，R1=10Ω 四、实验过程 1、观测饱和失真、截止失真与不失真 <1饱和失真的观测使Rb1=51kΩ，用示波器观测波形，并做直流工作点分析。此时的静态工作点，ICQ=3.05334mA,IBQ=49.41790uA,VCEQ=130.534mV

静态工作点 <2截止失真的观测使Rb2=20.0k ，信号源电压峰值40mv，用示波器观测波形，并做直流工作点分析。此时的静态工作点，ICQ=418.088uA,IBQ=1.88563uA,VCEQ=10.382913V 不失真

静态工作点 <2不截止失真的观测用示波器观测波形，并做直流工作点分析。此时的静态工作点，ICQ=1.78125mA,IBQ=8.28494uA,VCEQ=5.18389V