单管共发射极放大电路.docx
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单管共发射极放大电路
韶关学院
-电子技术基础实验与课程设计实验报告
实验项目名称：
单管共发射极放大电路
院系（学号）：
物理与机电工程学院专业：
姓名：
学号：
电子技术基础实验与课程设计
------单管共发射极放大电路
实验目的
课程设计作为模理电子技术课程以及数字电子技术课程的重要组成部分，在学完专业基础课电路与电子技术和数字电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地。
巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型系统的方法，独立完成调试过程，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。
通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程学习实践奠定基础。
通过课程实际使学生学会查阅手册和有关文献资料，培养学生独立分析和解决实际问题的能力以及培养学生严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
通过实际电路方案的分析比较、设计计算、组件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。
综合运用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。
本次课程设计的设计课题为“单管共发射极放大电路”。
参考各类文献资料熟悉晶体管参数及性能。
并掌握它们的设计、测量和调整方法，最后通过实验要求及个单元电路间的关系，计算选择合适元件组装成合理电路，并对其进行测试。
这不仅需要相应的理论知识，而且还需要有一定的实践能力和动手能力。
单管共发射极放大电路
一、设计要求：
已知条件：
Vcc=12V，RL=3K，Vi=10mV,Rs=600欧
要求：
Av>40,Ri>1K,Ro<3K,fL<100Hz,fH>100kHz.
二、选定总体方案与框图：
晶体管单管放大电路的三种基本接法共射、共集、共基
晶体管单管放大电路的三种基本接法的特点如下：
（1）共射电路既能放大电压又能放大电流，输入电阻居三种电路中
输入电阻较大，频带较窄。
常作为低频电压放大电路的单元电路。
（2）共集放大电路只能放大电流不能放大电压，是三种接法中输入电阻最大、输出电阻最小的电路，并具有电压跟随的特点。
（3）共基电路只能放大电压不能放大电流，输入电阻小，电压放大倍数、输出电阻与共基的相当，是三种接法中高频特性最好的电路。
常作为宽频带放大带电路。
通过设计要求和三种基本电路的比较，采用共基电路。
共基电路中我们采用采用分压式电流负反馈偏置电路，可以获得稳定的静态工作点
通常要求的值大于AV的值，故选β>40
因放大器的上限频率要求较高，故选用高频小功率管。
而高频晶体管（指特征频率大于30MHZ的晶体管）可分为高频小功率晶体管和高频大功率晶体管。
常用的产高频小功率晶体管有3AG1~3AG4、3AG11~3AG14、3CG3、3CG14、3CG21、3CG9012、3CG9015、3DG6、3DG8、3DG12、3DG130、3DG9011、3DG9013、3DG9014、3DG9043等型号。
常用的进口高频小功率晶体管有2N5551、2N5401、BC148、BC158、BC328、BC548、BC558、9011~9015、S9011~S9015、TEC9011~TEC9015、2SA1015、2SC1815、2SA562、2SC1959、2SA673、2SC1213等型号。
通过查找资料选用高频小功率管8050，9013。
β>AV,取β=100，
基本的电路如下
三、选择器件与多数计算：
设置静态工作点并计算元件参数
依据指标要求、静态工作点范围、经验值进行计算
静态工作点Q的计算：
要求
{
}>1K
有
若取VBQ=3V，得
取标称值1.5K
由于
;
得，
=20kΩ；=60kΩ为使
静态工作点调整方便，
由20k固定电阻与100k电位器相串联而成。
=2033
根据
的理论计算公式,
=40
得，
1kΩ由
2kΩ
计算电容为：
综合考虑标称值10Uf
取标称值100uF
四、画出预设计总体电路图：
预设总体电路图：
在Multisim软件仿真，且调节静态工作点，使其达到最佳状态，如下去所示：
负载为3KΩ的电压输出波形图
输入电压输出电压
负载为∞时的电压输出波形图
输入电压输出电压
仿真的结果：
负载为3K时：
Av=60,负载为无穷时Av=100，输入电阻Ri=2.09K，输出电阻Ro=1.47K
FL<100HzFh>1000KHz
五、电路的安装与调试：
1、按原理进行接线焊接图如下：
2.静态工作点的测试与调整：
测量方法是不加输入信号，将放大器输入端（耦合电容CB负端）接地。
用万用表分别测量晶体管的B、E、C极对地的电压VBQ、VEQ及VCQ。
一般VBQ＝（3～7）V，VCEQ＝正几伏。
如果出现VCQ≈VCC，说明晶体管工作在截止状态;
如果出现VCEQ<0.5V，说明晶体管已经饱和.
调整方法是改变放大器上偏置电阻RB1的大小，即调节电位器的阻值，同时用万用表分别测量晶体管的各极的电位VBQ、VCQ、VEQ，并计算VCEQ及ICQ。
如果VCEQ为正几伏，说明晶体管工作在放大状态，但并不能说明放大器的静态工作点设置在合适的位置，所以还要进行动态波形观测。
（1）给放大器送入规定的输入信号，如Vi=10mV，fi=1kHz的正弦波。
若放大器的输出vo的波形的顶部被压缩（见图3.1.6（a），这种现象称为截止失真），说明静态工作点Q偏低，应增大基极偏流IBQ，即增大ICQ
如果输出波形的底部被削波（见图3.1.6（b），这种现象称为饱和失真），说明静态工作点Q偏高，应减小IBQ，即减小ICQ。
如果增大输入信号，如Vi=50mV，输出波形无明显失真，或者逐渐增大输入信号时，输出波形的顶部和底部差不多同时开始畸变，说明静态工作点设置得比较合适。
此时移去信号源，分别测量放大器的静态工作点VBQ、VEQ、VCEQ及ICQ。
放大器的组成原则
①因为放大电路的实质是一个能量控制装置,而能量的来源就是直流电源,因此放大电路中必须要有直流电源.同时直流电源的设置要保证晶体管工作在放大状态,即发射结正偏,集电结反偏.
②元件的安排要保证信号的传输,即信号能够从放大电路的输入端加到晶体管上,经过放大后从输出端输出,概括起来就是要保证放大器交流通路的畅通.
③选择元件时,首先注意的是元件的极限参数是否符合电路设计要求,其次就是元件的参数是否满足放大电路的性能指标要求,最后就是元件的参数是否保证信号不失真地放大.
3.性能指标测试与电路参数修改
对于一个低频放大器，各项指标很难同时都很理想。
例如，电压放大倍数AV，根据放大倍数公式进行调整。
增大Rc（即RL’）会使输出电阻Ro增加，减小rbe会使输入电阻Ri减小。
如果Ro及Ri离指标要求还有充分余地，则可以通过实验调整RC或ICQ来提高电压放大倍数，但改变RC及ICQ又会影响电路的静态工作点。
可见只有提高晶体管的放大倍数β，才是提高放大器电压放大倍数的有效措施
4.实验输出波形图
表1电压放大倍数Au测量数据记录RL=3kΩ
Ui（mv）（峰峰值）
Uo（mv）（峰峰值）
Au=Uo/Ui
20
800
40
不带负载时的电压输出波形
表2电压放大倍数Au测量数据记录RL=∞
Ui（mv）（峰峰值）
Uo（mv）（峰峰值）
Au=Uo/Ui
20
1520
76
表3输出电阻Ro测量数据记录
Ui（mv）
U∞（v）RL=∞
UＬ（mv） ＲＬ=３ＫΩ
Ｒｏ（Ω）
２０
１．３２
８００
１．９５
表4输入电阻Ri测量数据记录RL=3kΩ
Us（mv）
Ui（mv）
Ri（KΩ）
20
14
2.33
六、设计失败的分析报告：
因为所设计的阻容耦合电路所要求的输入电压较低（10mv），且要求的放大倍数要求较精确。
在实验室可以运用虚拟仪器输入较小的电压，而因为在实验的虚拟仪器的故障，使实际的测试遇到困难。
若运用示波器和信号发生器，理论上可以得到仿真时的结果，但因为示波器的分辨率较低，示波器显示的现象及波形不明显，使读数产生了困难，因此设计希望得到的预期结果未能实现。
七、心得体会
在模电课程设计的这段时间里，我们学会并能较好的使用multisim仿真软件。
此次设计过程中，我们遇到了很多的问题，但经过相互的商讨以及参考资料的阅读，我们一步步的解决了困难。
课程设计是个比较复杂且耗时的事情，团队间的相互支持和信任，使我了解体会了集体的力量。
通过团队的协作，我们最终完成了预期的目标。
八、参考书目
1、《模拟电子技术基础》—模拟部分，华成英，童诗白主编，高等教育出版社，2006年五月第四版。
2、《电工电子技术试验》朱庆欢，邓友娥主编，暨南大学出版社。
3、《电子技术基础实验与课程设计》高吉祥，库锡树主编，电子工业出版社，第三版。
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