三极管放大电路设计与分析
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三极管放大电路设计分析
实验名称 姓名 三极管放大电路设计 日期 专业 一、 实验目的 1、 设计一个三极管放大电路，采用单电源供电； 2、 使输出信号增益≥20dB，输出幅值≥10Vpp； 3、使3dB带宽10Hz~1MHz； 二、 实验原理 .1根据实验要求构建出基本电路图 如图为共射级放大电路 共射极放大电路既有电流放大作用，又有电压放大作用，故常用于小信号的放大。改变电路的静态工作点，可调节电路的电压放大倍数。而电路工作点的调整，主要是通过改变电路参数来实现。(负载电阻RL的变化不影响电路的静态工作点，只改变电路的电压放大倍数。)该电路信号从基极输入，从集电极输出。输入电阻与相同材料的二极管正向偏置电阻相当，输出电阻较高，适用于多级放大电路的中间级。故选择此种电路设计方案。 2.2根据电路图进行基本计算 2.2.1求各部分直流电位 基极直流电位： VB=VCCR2/(R1?R2) 发射极直流电位： VE?VB?VBE 又VBE=0.6v，故VE?VB?0.6V 发射极上的直流电流：IE=VE/RE=(VB?0.6V)/RE 集电极的直流电压VC=VCC-ICRC 2.2.2求交流电压放大倍数 由交流输入电压vi引起的ie的交流变化?ie为：?ie=vi/RE
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另集电极的交流变化为?ic，则vc的交流变化部分?vc为： ?vc=?icRC=(viRE)RC 另外因为用C1将vc的直流成分截去，故交流输出信号v0即为?vc的本身：v0=?vc=(viRE)RC。因此，该电路的交流电压放大倍数AV为：AV=v0/vi=RC/RE。所以可以认为放大倍数AV与hFE无关，而是由RC与RE之比来决定的（因为基极电流为0，所以与hFE无关，然而，严格来讲，是有关系的）。在该实验中输出信号增益≥20dB，故RC/RE≥10 三、实验过程 3.1设计电路 3.1.1确定三级管型号 通过查阅给定的五种三极管技术文档，2N5551完全符合相应技术要求，其PCM=0.625W(25?C),hFE=80‐250，fT=80MHZ,VCBO=180V,VCEO=160V。可以完成实验任务，且该三极管方便在multisim仿真（其他几种三极管在multisim库中没有对应的模拟原件），故选择2N5551。 3.1.2确定直流电源电压 为了达到输出幅值≥10Vpp的要求，显然要使用10V以上的电压电源，又为了使集电极电流流动，由于发射极电阻RE上最低加上1-2V电压（因为VBE约为0.6V，但其有-2.5mV/C的温度特性），所以电源电压最低为11-12V。为了避免输出波形失真，最好把集电极电位电压VC设定在VCC与VE的中点，为使静态工作点取值合适，故选择25V直流电源供电。 3.1.3RC与RE 因为RC/RE≥10,这里取10，设RE压降为1V，IC为3mA。RE=VE/IE约为330?，故RC为3.3 k?。 3.1.4基极偏置电路设计 由以上步骤经计算可得，R1=65k?,R2=5k?,取电阻标准值，R1=62k?，R2=4.7k? 3.1.耦合电容C1与C2 由于C1C2分别与R1R2以及负载形成高通滤波器，根据实验要求使3dB带宽10Hz~1MHz，f=1/(2?RBC2)=10其中RB=R1∥R2，解得C2约为3uF，C1取值与C2一致。 3.6确定电源去耦电容 在电源上并联一个小电容和一个大电容，可以在很宽的频率范围内降低电源对GND的阻抗。一般选用1uF的瓷片电容，与10uF的电解电容。 3.2multisim仿真 按照设计在multisim中连接好电路图，如图所示 ? 4
用示波器仿真如下图，此时频率为10kHZ 5
三极管放大电路设计与分析
