单管分压式稳定共射极放大电路设计报告..

单管分压式稳定共射极放大电路设计

设计题目：输入信号v i=5mv，f=10kHz，输出信号v o=500mv，工作电压Vcc=6v，输入电阻R i>1k，输出电阻Ro<2k用分压式稳

定单管共射极放大路进行设计。R L=10k。

一、设计思考题。

①如何正确选择放大电路的静态工作点，在调试中应注意什么？

②负载电阻RL变化对放大电路静态工作点Q有无影响？对放大

倍数AU有无影响？

③放大电路中，那些元件是决定电路的静态工作点的？

④试分析输入电阻Ri的测量原理（两种方法分别做简述）。

二、设计目的

a)掌握单管放大电路的静态工作点和电压放大倍数的测量方法。

b)三极管在不同工作电压下的共基放大系数的测定。

c)了解电路中元件的参数改变对静态工作点及电压放大倍数的

影响。

d)掌握放大电路的输入和输出电阻的测量方法。

三、所需仪器设备

a)示波器

b)低频模拟电路实验箱

c)低频信号发生器

d)数字式万用表

e)PROTUES仿真

四、 设计原理

a) 设计原理图如图1所示分压式稳定共射极放大电路

图1 分压式稳定共射极放大电路

b) 对电路原理图进行静态分析与反馈分析说明分压式对电路稳定性的作用。

静态分析：当外加输入信号为零时，在直流电源V 的作用下，三极管的基极回路和集电极回路均存在着直流电流和直流电压，这些直流电流和直流电压在三极管的输入、输出特性上各自对应一个点，称为静态工作点。静态工作点的基极电流、基极与发射极之间的电压分别用符号BQ I 和BEQ U 表示，集电极电流、集电极与发射极之间的电压

则用CQ I 和CEQ U 表示。

为了保证的基本稳定，要求流过分压电阻的电流,为此要求电阻21,R R 小些，但若21,R R 太小，则电阻上消耗的功率将增大，而且放大电路的输入电阻将降低。在实际工作中通常用适中的21,R R 值。一班取BQ R I I )10~5(=,常常取10倍，而且使BEQ BQ U U )10~5(=，常常

取5倍

分析分压式工作点稳定电路的静态工作点时，可先从估算入手。 由于BQ R I I >>，可得 CC b b b BQ V R R R U 2

11

+=

然后可得到静态发射极电流为 CQ BEQ

BQ EQ EQ I U U U I ≈-==

e

e R R 对于硅管一般V U BEQ 7.0=

则三极管c 、e 之间的静态电压为 )R (R e e +-≈-=c CQ CC CQ CC CEQ R I V I V U

最后得到静态基极电流为

β

CQ

BQ I I ≈

。

反馈分析： 在图1所示的电路图中，三极管的静态基极电位由V 经电阻分压得到，可认为其基本上不受温度变化的影响，比较稳定。

当温度升高时，集电极电流CQ I 增大，发射极电流EQ I 也相应的增大。

EQ I 流过R 使发射极电位U 升高，则三极管的发射极结电压

EQ BQ U -U =BEQ U 将降低，从而使静态基极电流BQ I 减小，于是CQ I 也随之

减小，最终使静态工作点基本保持稳定。

c) 对电路进行动态分析，输入电阻与输出电阻对放大电路的作用。

输入电阻：从放大电路的输入端看进去的等效电阻。输入电阻i R 的

大小等于外加正弦输入电压与相应输入电流之比。 电压放大倍数

be

L

r R A u '-=β

即i

i

i I U R =

输入电阻这项技术指描述放大电路对信号源索取能力的大小，通常希望放大电路的输入电阻越大越好，R 愈大，说明放大电路对信号索取的能力越强，即输入放大电路的信号越多，消耗到电源内阻上的信号越少。

输出电阻：从放大电路的输出端看进去的等效电阻。在中频段，当输入信号短路，输出端负载开路时，输出电阻R 的大小等于外加输出电压与相应输出电流之比。

即∞===L s R 0|U o

o

o I U R 输出电阻是描述放大电路带负载能力的一项技术指标，通常希望放大电路的输出电阻越小越好，由上图可知，R 越小，说明放大电路的带负载能力越强。

放大器的输入电阻应该越高越好，这样可以提高输入信号源的有效输入，将信号源的内阻上所消耗的有效信号降低到最小的范围。而输出电阻则应该越低越好，这样可以提高负载上的有效输出信号比例，提高放大电路带负载能力。

c

o b2b1be i ////R R R R r R ==

be L r R A u '-=β L c L

//R R R =' 五、 设计步骤

1. 三极管共射放大系数β的测定 (1) 按图2连接共射极放大电路。

o b I c

I

图2共射极放大电路

(2) 共射放大系数β测量静态工作点 ①

b 平均值= 3.554

uA ；

I c 平均值= 0.441 mA ； ==

平均值

b 平均值

c I I β 124 .1 。

结论：首先把滑动变阻器的阻值调到最大 ，求出最小电流

ibmin=1.79uA,再连续调小滑动变阻器Rv1的阻值从而引起ib

与ic 的连续变化，当ic 不在随ib 连续变化时记下此时的ib 值为ibmax=3.55uA 。

ib =（ibmin+ibmax ）/2

=2.67uA 。

调整滑动变阻器Rv1使得微安表的示数为ib=2.67uA 左右，我取

2.67uA 。记录下毫安表的示数ic=0.33毫安，如图〈一〉所示。

β=ic/ib =123.6

上表可读出：随着Ib 的增加，β的值也不断增加，但是当Ib 达到一定值后，β的值又随着降低。 2. 三极管共射放大倍数的设计

(1) 根据=-

=-

=i

o

L v v r

'R be

V A β -100，得：=V A 100 。 (2) 根据题意有输出电阻Ro<3k ，设Rc=3k ，而RL=10K ，由此得，

'R L =Rc//R L = 2.3 Ωk 。

故=-

=V be A

'R r L β 2.85Ωk ，由BQ

EQ be I I

26mv 300 26mv 1300r +

=++=）（β得 =Ω

-=

300v

26be BQ r m I 10.2uA 。

由电路图2可知，==

BQ

I R

v -v be cc b 357.7 Ωk 。 连接电路，对电路进行微调，使放大电路的放大倍数为=V A 100 ，测得I BQ = 15.0uA ，V BEQ = 0.67V 。