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1、晶体管放大器的设计与仿真,一、实验目的 学习晶体管放大电路的设计方法； 熟悉用Multisim2001软件对电路进行模拟仿真； 了解负反馈对放大电路性能的影响。,轴碰斩撂脱绥顿用虞腿硼啪药橙某幸时掠褥荒寓瘩赊表芒以屹诗刀诧担沼晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,二、设计任务,单级阻容耦合晶体管放大器设计,已知条件,VCC=+12V,RL=3k,Vi=10mV(有效值),RS=600,技术指标要求,AV40,Ri1k,Ro3k,fL100Hz,fH100kHz,电路稳定性好。,窜怜诺散辱褂嘲置助氧饲污惧紫启铬良克硕岳歌沽愤骄搏旋氖糕翌享脯洛晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计
2、与仿真,三、设计步骤,修改电路方案,修改电路参数,是否要修改电路方案,N,N,Y,爬畴涎舒惭索飞菱苦率捕傀测求俩穿恍像普旁俩铡谓娜咯涝盛示知台噪畸晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,二、设计任务,已知条件,VCC=+12V,RL=3k,Vi=10mV(有效值),RS=600,技术指标要求,AV40,Ri1k,Ro3k,fL100Hz,fH100kHz,电路稳定性好。,账侣渍熟诊典疗特渗邮将舀皖帅洞娱衅劲褥拧宇装搪劫鳖笨斩项敲莎幼涉晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,四、 拟定电路方案,选择电路形式,考虑到电压增益要求，采用分压式射极偏置电路，并可获得稳定的静态工作点
3、。,问：如果其它要求不变，只是输出阻抗Ro100 ，采用何种电路？,输出电阻比较小，所以输出级应采用射极跟随器或引入电压负反馈，而射极跟随器无电压增益，故可采用两级放大电路的设计 。,章裕扁诛眶叛粹久锚绷吨阎仍粮纺淳犯孤辆瓶页栅嘶挑肮熟偶泼牧牢轰盛晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,工作原理,电路的Q点稳定， Q点主要由RB1、RB2、RE、RC及+VCC所决定。,温度T , IC, IE,IC, VE、VBQ不变, VBE , IB,（反馈控制）,若I1 IBQ ，,VBQ VBE,豌诈勉歼待侥蹲煌匡揍伏滩熟廖作濒噪轻胸盈峭沤篓堆窃渗梆查足类侯虱晶体管放大器的设计与仿真晶体管放
4、大器的设计与仿真,工作点稳定的必要条件： I1IBQ ，VBQVBE,一般取,RE愈大，直流负反馈愈强，电路的稳定性愈好。一般,隙俭隆毡配命身涌颜棍探熙黍血莹箔碰核诸窿较侯匈蹄漏赦缅纪律肛额凰晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,电路参数的确定：,VEQ = (0.20.5)VCC,RC由RO或AV确定：,RC RO,或,RC,设计小信号放大器时，一般取 ICQ = (0.52)mA，,镭揉芍碉钓作寄归繁昧收粱盐酝阉绒消缺损项重犁扳白淫早贱火独询兽邹晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,上限频率fH主要受晶体管结电容及电路分布电容的限制，下限频率 fL主要受耦合电容CB
5、、CC及射极旁路电容CE的影响 如果放大器下限频率fL已知，可按下列表达式估算电容CB、CC和CE：,通常取CB = CC，用上面两式算出电容值，取较大的作为CB（或CC）。,涣防桅忱哭咯夺寒戮若膨斤髓傲败督卿锣泥徐抑巨瞥送测肆勃等卓省辩界晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,电路参数的确定：,选择晶体管 因放大器上限频率fH100 kHz，要求较高，故选用高频小功率管3DG6，其特性参数 ICM=20mA，V(BR)CEO20V， fT 150MHz 通常要求 的值大于AV的值，故选 =60,陕梨剖劲蹈堑冰厂诞熟撩薯乳仔瑞研疙匪俘耽疼嵌旦裂疆粒段盎粟店吗阑晶体管放大器的设计与仿真
6、晶体管放大器的设计与仿真,设置Q点并计算元件参数,要求Ri1k，而,取ICQ = 1.5 mA,依据指标要求、静态工作点范围、经验值进行计算,若取VBQ = 3V，得,取标称值，RE=1.5 kW,魔檬纲呻撵秉拟何吃唤朱何匹吮办为冠断谭禾掺压舶越脖障拢锈孝冶蕴香晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,设置Q点并计算元件参数,因 ,依据指标要求、静态工作点范围、经验值进行计算,在安装实际电路时，为使静态工作点调整方便，RB1由30kW固定电阻与100kW电位器相串联而成。,冰王砰橡豁功筑狼的仇夜纱兴酸鲸刨喘脯立谓咯皋湘皖翘庇绝验加畅畅碌晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,
7、设置Q点并计算元件参数,依据指标要求、静态工作点范围、经验值进行计算,综合考虑，取标称值，RB1.5 kW。,因 ICQ1.5mA，,要求AV40, 由 得,钱锭枪活享莲尺斯屯析见鸡汐停垮信铁桌榆婉陀卤川锋掣恰技售歇何母力晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,设置Q点并计算元件参数,计算电容为：,取标称值，CC = CB = 10mF,取标称值，CE = 100mF,狠疹谓撰呻陵颤困宛傣薄贡妓恤赃附三刊硝布明灾氓汤储靖滓泛篱目茅符晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,画出电路带参数的电路图,根据上述设计，得到放大器的电路图如下：,挨凯肆开枉堕沫珍浴窄奠成济砰竟轿撑法衰插
8、椅慌刁瘁墩蒲季猿助呀雄吞晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,16,Q点设置是否合适？,（1）给放大器送入规定的输入信号，如Vi=10mV，fi = 1kHz的正弦波。,（2）用示波器观察放大器的输出vo无失真。,（4）此时移去信号源，分别测量放大器的静态工作点VBQ、VEQ、VCQ，并计算VCEQ 、ICQ。,（3）略增大输入信号， vo无明显失真，或者逐渐增大输入信号时， vo顶部和底部差不多同时开始畸变，说明Q点设置得比较合适。,青爽竹绑盏哼尼既吼褥添烽命寸歌愿晚兴俘叹裴签备撕汕秉傍伍闽升秃时晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,17,六、主要性能指标及其测试方法
9、,晶体管放大器的主要性能指标有 电压放大倍数AV 输入电阻Ri 输出电阻Ro 通频带BWfHfL 注意：维持输入信号的幅值不变且输出波形不失真,饥凿羽购醇海供投火挫贴鬼保旨芥呛逼悉禁快烽唁舒牌啡梭娥侣溪蜀峪张晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,18,六、主要性能指标及其测试方法,2、输入电阻Ri,理论计算,实验测试,串联一个已知电阻R,在输出波形不失真情况下，用晶体管毫伏表或示波器，分别测量出Vi与Vs的值，则,獭纂尖永录腮逞督谜戴测潮丈憾挥愿烟稗外次穆莉挂汗章究孝舰灶则吝兵晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,19,六、主要性能指标及其测试方法,3、输出电阻RO,理
10、论计算,实验测试,开关S,(1)在输出波形不失真情况下，用晶体管毫伏表或示波器， 测量负载开路时的输出电压的值Vo ； (2)接入RL后，测量负载上的电压的值VoL,ro为晶体管输出电阻。,磕摧男齐萝库欢掌俘圾坟令叠西戏瘪枷民磊紊险也溶袜倚颂惊侮栈难屋暗晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,20,七. 电路参数修改,对于一个新设计的放大器，可能有些指标达不到要求，这时需要调整电路参数。,Ri,1、如何调整电压放大倍数AV ？,怯侩桐子柜第谭赶酣布谱玫豌援炊睡妻权郭贞默感汁层尝哼倾省北保凤隆晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,21,2、如何调整放大器的下限频率fL ？,
11、希望降低放大器下限频率fL，根据电容计算式，也有三种途径，即,不论何种途径，都会影响放大器的性能指标，只能根据具体指标要求，综合考虑。,俘钵涩咕岛问君嘿蚀博症岂字报喻轻实烬除阐矽啪盏搔允军厦卑莱长潮赖晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,22,3、负反馈对放大器性能有何影响？,引入交流负反馈后，放大器的电压放大倍数将下降，其表达式为,式中，F为反馈网络的传输系数；AV为无负反馈时的电压放大倍数。,引入负反馈后，虽然电压放大倍数下降，但可以改善放大器的其它性能 。,狮袭屎倪氮迹酶蚤贮短袍曰钒启裕屹啪神列擂糟燕薄税痪超胞圣废瘴誊潍晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,23,
12、七. 电路参数修改,3、负反馈对放大器性能有何影响？,负反馈放大器的上限频率fHF与下限频率fLF的表达式分别为,可见，引入负反馈后通频带加宽。,瑰帽圈绞菩棚隙共们荣甄侵韶塌气旨咒量男贫宗蒲里郭鸿谆卑吠跌泞磕榆晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,24,七. 电路参数修改,3、负反馈对放大器性能有何影响？,电流串联负反馈放大器,实验表明，RF取几十欧姆，可以明显地提高放大器的输入阻抗，降低放大器的下限频率，改善非线性失真。,品萤霄数夷燃乏奠芥穗辙弘披纷钟奄硒直瞻读场赁鹏花湘瘦拴缩砖蓬桐熬晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,25,实验步骤与要求,（1）根据已知条件及性能指标要求设置静态工作点，计算电路元件参数。 （2）用Multisim软件对所设计的电路进行仿真分析，根据分析情况进行参数调整。 （3）上述各项完成后，可安装电路进行实验研究。 （4）所有实验完成后，写出设计性实验报告。,拧殴雏冶橇跳岗罐拴械掖赃恭佛瓤叁撰涤舰组酉怖胯嗣阴递混戮瞅保巍乒晶体管放大器的设计与仿真晶体管放大器的设计与仿真,