分压偏置式共射极放大电路-整流单元电路图-电子产品世界
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分压偏置式共射极放大电路
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晶体管放大器（共发射极）的偏置电路
【转自无线电金文】
& & 为了使放大器合理地工作，必须给它设置适当的工作点，即选择一组合适的Ib、Ic和Vce值。此外，由于晶体管的特性容易受温度的影响，当温度升高时，Iceo显著增加，而Ic=βIb＋Iceo，所以Ic也随着增大，从而引起工作点的改变。因此，对放大器不仅要求能有适当的工作点，而且要求工作稳定。解决这些问题的电路，叫做直流偏置稳定电路，简称偏置电路。
& & 固定偏置电路
& & 这种电路见图1，是共发射极基本放大电路。如果Ec、Rb选定了，就能得到一个固定的偏流Ib和固定的Ic，所以叫做固定偏置电路。
图 1.jpg (22.59 KB, 下载次数: 84)
09:57 上传
& & 固定偏置电路，只能提供一个固定的偏流Ib，不能起到补偿温度变化的影响的作用。它的优点是电路简单，所用零件较少。
& & 一般情况下，Ec、Ic、Rc和β、Iceo等值都是预先根据放大器的工作要求确定了的。计算偏流Ib和偏流电阻Rb时，可利用以下公式：
Ib=Ec-VbeRb……（1）
Ic=βIb+Iceo……（2?
& & 式中Vbe是基极发射极之间的电压，由于加的是正向电压，Vbe数值很小（锗管一般为0.2伏左右，硅管一般为0.7伏左右），与Ec相比，可以忽略不计。所以
（1）式可化为Ib=EcRb……（3）。
& & 从（2）（3）两式，可算出Ib和Rb值。在实际应用时，还要调整Rb，得出较精确的Ic值。Rb的调整见图2，
图 2.jpg (21.65 KB, 下载次数: 88)
09:57 上传
根据计算得出的Rb数值，选择一个适当的电位器W和一个固定电阻R，接在电路中Rb的位置。在Rc上串接一个毫安表。变动电位器W，使电表读数为预定的Ic值。然后，测出这时电位器和固定电阻的串联总值，用一只阻值相同的固定电阻换入电路，就调整好了。与电位器W串接一个固定电阻，是为了防止调整中因偏流过大而烧坏管子。
& & 电压负反馈偏置电路
& & 图3是一种电压负反馈偏置电路。
图 3.jpg (25.82 KB, 下载次数: 80)
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与图1电路不同之处是将偏置电阻Rb接到了集电极c。从图3可以看出，ec间的电压，等于Veb加上Rb上的电压降IbRb，即
& && && && && && &Vec＝Veb＋IbRb
同样，可以看出& && && && && && &
& && && && && && &Ec＝Vec+IcRc。
& & 从上面两式，可以算出Rb=（Ec-IcRc-Veb）/Ib，由于Veb很小，与Ec比可以忽略，并且Ib≈Ic/β，所以Rb≈（Ec－IcRc）β／Ic。
& & 电路的负反馈过程是这样的：如果温度上升，引起Ic增大，那么电压降IcRc也增加。由于Ec=Vec+IcRc，Ec是电源电压，相对来说是不变的，所以IcRc增大后，Vec必须减小，才能维持Ec=Vec+IcRc这个等式。另外，上面已说过，Vec=Veb＋IbRb，所以在Vec减小时要保持Vec＝Veb＋IbRb，Veb就必然减小。但是Veb减小，就减小了正向偏压，必然引起Ib下降，Ib下降必然引起Ic下降，这样又把Ic拉回来了，达到了温度补偿的目的。这个循环过程可写成：
& & 温度↑→Ic↑→IcRc↑→Vec↓→Veb↓→Ib↓→Ic
& & 显然，要使负反馈效果好，就要求Rc足够大，这样才能引起Vec的足够变化，使Veb有足够的下降，降低Ib，拉回Ic。用变压器作负载的放大器，由于变压器线圈的直流电阻较小，不能满足Rc足够大的要求，所以不适合采用这种电压负反馈的偏置方法。由于Rc要求有较大的阻值，所以Rb不能太大，否则建立不起合适的工作点。Rb太小，则使VebVec过大过小，也建立不起合适的工作点。一般取Rb＝（2～10）Rc。
& & 电流负反馈偏置电路
& & 这种电路如图4所示。与图1的区别，是在发射极e上串接了一个电阻Re。
图 4.jpg (27.29 KB, 下载次数: 89)
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& & 电路的负反馈过程是这样的：如果温度上升引起Ic增加，则发射极电流Ie也随着增加，使Re上电压降IeRe增加。从图4可以看出，Ec=IeRe＋Veb+IbRb，Ec是电源电压，相对不变，所以IeRe增加，必然引起Veb下降，才能保持Ec＝IeRe＋Veb＋IbRb这个关系式。Veb下降，引起Ib下降，这样就把Ic拉回来，达到温度补偿的目的。这个过程可写成：
& & 温度↑→Ic↑→Ie↑→IeRe↑→Veb↓→Ib↓→Ic
& & 显然，Re越大，压降IeRe的变化就越大，负反馈越强。但是，R3不能太大，否则在同样的Ec下，会使Vec降低太多，降低输出。一般取IeRe≤1伏即可。这时Re的数值为Rc的1/10～1/5。
& & 典型的偏置电路
& & 这种电路如图5所示，是最常用的偏置电路。它有下列两个稳定作用：
图 5.jpg (37.67 KB, 下载次数: 81)
09:57 上传
& & 1．通过基极电阻R1和R2的分压关系，在Ib与I2相比可忽略不计的条件下，可使基极电压Vb基本上固定（从图5中可看出，如果忽略Ib，那末I2=I1+Ib=I1，Vb＝Ec-I1R1，Vb=I2R2，从这三个式子，可算出Vb＝EcR2／（R1＋R2），说明Vb只受Ec、R1、R2的影响，只要Ec、R1、R2确定，Vb就可保持固定）。
& & 2．接入了Re，所以有电流负反馈的补偿作用。如果Vb比Vbe大很多，那末Ie=Vb-VbeRe≈Vb;Re。因此，Vb固定后， Ie也就相对固定。Ie能固定，Ie就可与晶体管的参数变化和温度变化几乎无关。
& & 这种电路除了稳定作用较好以外，还有一个优点是Rc值取得小些也不影响稳定性，因此适合各种负载。
& & 现在以图5电路为例，介绍低频小信号放大器的简易计算方法。
& & 1．选择晶体管：一般低频小信号放大器对管子的要求不高，Iceo不超过100μA（微安）、β在20至100间的管子都可以用。
& & 2．电源电压Ec：不能超过晶体管的击穿电压，一般在4.5伏到18伏等数值中选用。
& & 3．集电极电流Ic：可在0.5～2mA（毫安）间选择，功放级可用到3～10毫安。Ic小些可减少功率损耗和噪声，但Ic大小，会使β值显著减小。Ic的最大值不能超过管子的最大允许电流ICM。
& & 4．管压降Vce：一般可选在Ec的12～2;3范围内。Vce太小，管子可能工作于饱和区；Vce太大，会降低电压放大倍数。
& & 5．发射极反馈电阻Re：一般取Ve≤1伏即可。确定Ic后，可按Re≈VeIc计算。
& & 6．分压电阻R1、R2：上面说过，希望I2远大于Ib，所以要R1R2小。但I2越大，在R1R2上损耗的功率也越大，对输入交流信号的旁路作用也增大，降低了输入信号。所以R1R2要适当考虑，一般取I2≈10Ib就可以了（硅管可以更小些）。I2确定后，根据Vb≈Ve，不难求出
R2≈VbI2≈Ve;I2≈IcReI2,
R1≈Ec-VbI2＝Ec;Ic-R2。
& & 7．集电极负载电阻Rc：Rc大，则电压放大倍数高，但Rc上损耗也加大，而且容易产生失真。Rc太小，不但放大倍数降低，而且管子可能过负载而烧坏。一般选在几百欧到5千欧范围内。
& & 8．电容C1、C2、Ce：选用几十微法至几百微法的电解电容器，要求耐压数值稍高于电源电压。
& & 例如，电源电压选为12伏，管子的β=60,Ic选为1毫安（0.001安），Vce选为6伏。按上述计算方法可计算出图5中各个电阻和电容的数值：
&&1．取Ve为0.7伏，则& && && && && && && && && && && && && && && && && && && &
& &&&Re＝0.7(伏)1(毫安)＝0.7(伏);0.001(安)＝700欧，取标称值680欧。& && && &&&
&&2．Rc＝Ec-Vce-VeIc＝12-6-0.7;0.001＝5300欧＝5.3千欧,取标称值5.1千欧。& && &
&&3．Ib≈Ic/β＝1(毫安)/60＝0.016毫安＝16微安。& && && && && && && && && && &
&&4．I2≈10Ib＝10×16＝160微安＝0.16毫安。& && && && && && && && && && && &&&
&&5．R2＝VbI2＝IcRe;I2＝1(毫安)×700(欧)0.16(毫安)＝4200欧＝4.2千欧，取标称值
&&6．R1＝EcI2-R2＝12(伏);0.16(毫安)-4.2(千欧)＝70.8千欧，取标称值68千欧。& &
&&7．Ce取50微法，C1、C2取10微法。& && && && && && && && && && && && && && &&&
& & ——金编
跟着老师复习，好畅快，一下就学起来。谢谢老师。
看日本的翻议书，在计算Ib、Ic值时都会修正β值，实际测量Ib值好像很重要，能更精准计算R1、R2数值。
辛苦了，谢谢。
7．集电极负载电阻Rc：Rc大，则电压放大倍数高，但Rc上损耗也加大，而且容易产生失真。Rc太小，不但放大倍数降低，而且管子可能过负载而烧坏。一般选在几百欧到5千欧范围内。这个说法是不正确的，其实晶体管的输出可以看作是一个电流源，只要加在集电极上的电压足够，其集电极电流和负载电阻是没什么关系的，也就是说，就是负载电阻短路，IC也基本不变，而晶体管的损耗与IC有关，因此不会烧坏晶体管。当然这里的说法不适合前后级有反馈的情形，各位的放大器烧了别来找我。
原帖由 oldsheepf 于
15:27 发表
7．集电极负载电阻Rc：Rc大，则电压放大倍数高，但Rc上损耗也加大，而且容易产生失真。Rc太小，不但放大倍数降低，而且管子可能过负载而烧坏。一般选在几百欧到5千欧范围内。这个说法是不正确的，其实晶体管的输出可 ...
同意以上说法。
楼上朋友好，小弟曾看过一回帖，说到放大器的交流负载是集电极电阻Rc与负载电阻的并联值，资料都是像这样，支持老师一下。
其实这个问题用微变等效电路是很容易说明的。
原帖由 oldsheepf 于
03:27 PM 发表
7．集电极负载电阻Rc：Rc大，则电压放大倍数高，但Rc上损耗也加大，而且容易产生失真。Rc太小，不但放大倍数降低，而且管子可能过负载而烧坏。一般选在几百欧到5千欧范围内。这个说法是不正确的，其实晶体管的输出可 ...
在放大状态的三极管，其集电极电流不受其集电极负载电阻影响，这点完全正确；而“三极管的集电极负载电阻变小甚至短路，三极管都不会烧坏。”不完全对。阻容耦合单管放大器为了获得最大不失真功率，一般把集电极电压调到Vcc/2,正常情况下，管子的耗散功率Pcm=Ic*Vcc/2,而负载短路时Pcm=Ic*Vcc,增大了一倍……
原帖由 冰岛 于
17:47 发表
在放大状态的三极管，其集电极电流不受其集电极负载电阻影响，这点完全正确；而“三极管的集电极负载电阻变小甚至短路，三极管都不会烧坏。”不完全对。阻容耦合单管放大器为了获得最大不失真功率，一般把集电极电 ...
这个意见才是客观而科学的！
原帖由 冰岛 于
17:47 发表
在放大状态的三极管，其集电极电流不受其集电极负载电阻影响，这点完全正确；而“三极管的集电极负载电阻变小甚至短路，三极管都不会烧坏。”不完全对。阻容耦合单管放大器为了获得最大不失真功率，一般把集电极电 ...
您说得有道理，我忽视了。
找了好久了，谢谢老大分享
oldsheepf 发表于
7．集电极负载电阻Rc：Rc大，则电压放大倍数高，但Rc上损耗也加大，而且容易产生失真。Rc太小，不但放大倍数 ...
三极管饱和时集电极电流与Rc有关，Rc越小电流越大，前提是饱和。放大状态集电极电流是基极电流的贝塔倍，与集电极电阻无关。
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
讨论一下共集电极的工作点及计算吧。
受教了& && && && && && &
微信：caoyin513 QQ: E-mail：
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三极管放大电路原理
本文引用地址：电路原理一、放大电路的组成与各元件的作用Rb和Rc：提供适合偏置&&发射结正偏，集电结反偏。C1、C2是隔直（耦合）电容，隔直流通交流。共射放大电路Vs，Rs：信号源电压与内阻；RL：负载电阻，将集电极电流的变化△ic转换为集电极与发射极间的电压变化△VCE二、放大电路的基本工作原理静态（Vi=0，假设工作在放大状态）分析，又称直流分析，计算三极管的电流和极间电压值，应采用直流通路（电容开路）。基极电流：IB=IBQ=（VCC-VBEQ）/Rb集电极电流：IC=ICQ=&IBQ集-射间电压：VCE=VCEQ=VCC-ICQRc动态（vi&0）分析：放大电路对信号的放大作用是利用三极管的电流控制作用来实现，其实质上是一种能量转换器。三、构成放大电路的基本原则放大电路必须有合适的静态工作点：直流电源的极性与三极管的类型相配合，电阻的设置要与电源相配合，以确保器件工作在。输入信号能有效地加到放大器件的输入端，使三极管输入端的电流或电压跟随输入信号成比例变化，经后的输出信号（如ic=&*ib）应能有效地转变为负载上的输出电压信号。电压传输特性和静态工作点一、单管放大电路的电压传输特性图解分析法：输出回路方程：输出特性曲线：AB段：，对应于输出特性曲线中iB＜0的部分。BCDEFG段：GHI段：作为放大应用时：Q点应置于E处（中心）。若Q点设置C处，易引起载止失真。若Q点设置F处，易引起饱和失真。用于开关控制场合：工作在和上。二、单管放大电路静态工作点（公式法计算）单电源固定偏置电路：选择合适的Rb，Rc，使电路工作在放大状态。工作点稳定的偏置电路：该方法为近似估算法。分压式偏置电路：稳定工作点的另一种解释：温度T&&IC&&IE&&VE&（=IERe）&（VB固定），则IC&IB&VBE&（=VB-VE）。在静态情况下，温度上升引起IC增加，由于基极电位VB基本固定，该电流增量通过Re产生负反馈，迫使IC自动下降，使Q点保持稳定。Re愈大，负反馈作用愈强，稳定性也愈好。但Re过大，输出的动态范围（&DVCE）变小，易引起失真。Rb1、Rb2愈小，VB愈稳定。但它们过小将使放大能力下降。工程设计时，应综合考虑电阻阻值的影响。经验公式：I1=（5～10）IBQ，VEQ=IEQRe=0.2VCC（或VEQ=1～3V）。
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专业电气自动化技术班级电气0602班设计题目单级阻容耦合晶体管放大器设计设计者阿贵仁学号指导老师龙卓珉老师组员高一波肖彬李孝设计时间前前言言通过对模拟电子技术的学习，我对这门课程深入了解，学到许多知识，如半导体二极管，三极管的应用，放大电路的分析方法和应用，负反馈放大电路与基本运算电路性能与作用，信号产生电路等。然而，随着社会的发展，电子技术也飞快发展，对电子技术的要求越来越高，所以对动手能力要求高。而我系开设了模拟电路课程设计练习，对学生的动手能力非常重要。在实际工作中，电子技术人员需要分析器件、电路的工作原理验证器件、电路的功能对电路进行调试、分析，排除电路故障测试器件、电路的性能指标设计、制作各种实用电路的样机。所有这些都离不开实验。此外，实验还有一个重要任务，是要培养正确处理数据，分析和综合实验结果、检查和排除故障的能力。同时养成我们勤奋、进取、严肃认真、理论联系实际的作风和为科学事业奋斗到底的精神。我们要掌握晶体管放大器的设计方法，研究晶体管放大器静态工作点对输出波形的影响及静态工作调整方法,通过课程设计，我们可以提高我们的动手能力和工程设计能力，为以后走向工作岗位打好基础。在本次实践中，得到了本组其他组员和老师的大力支持，也得到了其他一些宝贵意见，在此一并感谢。由于时间和经验的关系，不足之处望加以批评指正，以便提高和完善.目录一、设计课题说明及要求3二、设计原理4三、通过计算选择元件9四、元件、实验设备及工具清单10五、EWB仿真、PROTEL与PCB图11六、实验内容与方法13七、误差分析与解决方法16八、心得体会17九、参考文献193十、鸣谢20一、设计课题说明及要求（1）设计目的1．学习晶体管放大器的设计方法。2．研究晶体管放大器静态工作点对输出波形的影响及静态工作调整方法。3．掌握静态工作、电压放大倍数和输入电阻输出电阻的测量方法。4．研究信号源内阻波形失真的影响。（2）设计要求和技术指标.技术指标电源电压为12V,V110mV,外接负载RL2kΩ，工作频率FL500HZ,高频率电路稳定性好电压放大倍数大于30，输入电阻大于2kΩ,Ro2kΩ。2．设计要求1〉设计一个分压式电流负反馈偏置的单级公射极小信号放大器，输入和输出分别用电容与信号源及负载之间偶合，设置静态工作点，计算电路元件参数，拟定测试方案和步骤〈2〉在面包板或万能板上安装好电路，测量并调整静态工作点。〈3〉测量设计电路的偏置电压和电流〈4〉测量所设计电路的实际电压放大倍数〈5〉测量所设计电路的实际输入，输出电阻4〈6〉给所设计的电路加上频率为20KZ，大小合适的正弦波，调节偏置电阻，用示波器预测输出波形在失真，饱和失真和截止失真三种情形下，记录相应的偏置电阻大小，ICQ和波形，并绘制表格〈7〉用EWB对电路进行仿真，打印仿真结果二、设计原理1、工作原理晶体管放大器中广泛应用如图1所示的电路，称之为阻容耦合共射极放大器。它采用的是分压式电流负反馈偏置电路。放大器的静态工作点Q主要由RB1、RB2、RE、RC及电源电压VCC所决定。该电路利用电阻RB1、RB2的分压固定基极电位VBQ。如果满足条件I1IBQ，当温度升高时，ICQ↑→VEQ↑→VBE↓→IBQ↓→ICQ↓，结果抑制了ICQ的变化，从而获得稳定的静态工作点。1）静态工作情况放大器接通电源后，若无交流输入信号输入，则放大电路中只有直流电源作用，电路中5的电压和电流都是直流量，此时的工作状态称为直流工作状态或静态。晶体管各极电流与各极之间的电压分别用IBQ、ICQ和UBEQ、UCEQ四个直流参数表示。它们代表着放大器的输入、输出特性曲线上的一个点，称它们为放大器的静态工作点，用Q表示，如图2所示。iBiCIBQQICQ0UBEQuBE0UCEuCE图2共发射极放大器的静态工作点2）动态工作情况放大电路接入输入信号ui后的工作状态，称为动态。在动态时，放大电路是在输入电压ui和直流电压Ec的共同作用下工作，因此，电路中既有直流分量，又有交流分量，各极的电流和各极间的电压都在静态值的基础上叠加一个随输入信号作相应变化的交流分量。如图3所示。由图3可得到以下结论（a）在适当的静态工作点和输入信号幅值足够小的条件下（使晶体管工作在特性曲线的线性区），晶体管各极的电流（IB、IC）和各极间的压（uBE、uCE）都是由两个分量线性叠加而成的脉动量，其中一个是由直流电源EC引起的直流分量，另一个是随输入信号ui而变化的交流分量。（b）当输入信号ui是正弦波时，电路中的各交流分量都是与输入信号ui同频率的正弦波，其中ube、ib、ic、与ui同相，而uce、uo与ui反相。输出电压与输入电压相位相反，是共发射极放大器的一个重要特性。uiiCic0ωtICuBEube0ωtUBEuCEuce60ωtUCEiBibIB0ωt0ωtuo（c）输出电压uo与输入电压ui不但是同频率的正弦波，而且uo的幅度比ui的幅度大的多，由0ωt此说明，ui经过电路后被线性放大了。从图3中还可以看出，只有输出信号的交流分量才能反映输入信号的变化。因此，放大器的放大作用，只图3是指输出信号的交流分量与输入信号的关系，并不包含直流分量。1．放大电路的非线性失真信号通过放大器后，如果输出信号的波形与输入信号的波形不完全一致，则称为波形失真。由于晶体管特性曲线的非线性所引起的波形失真称为非线性失真。产生非线性失真的原因与放大器静态工作点选择的是否合适有关。如图4所示，由于静态工作点选择恰当，输入电压的正负半周在放大过程中得到了同等的放大。图4静态工作点Q、和iB、iC、uCE的波形如果静态工作点选择不当，而输入信号ui的幅度又较大，使得放大器的工作范围超出了晶体管特性曲线的线性区，就会产生波形失真。在放大电路中常见的失真有以下四种1）由于输入特性曲线的非线性引起的失真如图5所示，静态工作点Q选择在输入特性曲线的较低位置，而输入信号ui的幅度又较大，因此工作点Q在晶体管输入特性曲线上非线性显著的线段上移动，虽然输入信号ui是正弦波，但ib却是一个正负半周不对称的失真了的波形，如7图中阴影所示，这样就导致了放大器输出信号的失真。2）由于输出特性曲线的间隔不均匀引起的失真图5图6是一个NPN型晶体管的输出特性曲线，由于特性曲线的间距不均匀，因此各点的β值不相等。此时，虽然ib是不失真的正弦波，但放大电路的输出波形也会失真。假设IBQ30μA，ib20sinωt（μA），因此，iB在50μA到10μA之间变化，工作点在Q1与Q2之间移动，从图6中可以看出，Q点到Q1点间的β值大于Q点到Q2点间的β值，这样，ib的正负半周就得到了不同程度的放大，结果造成了输出电压波形的失真，如图6中阴影所示。图6输出特性曲线的间隔不均匀引起的失真图7饱和失真3饱和失真当静态工作点Q的位置偏高，接近输出特性曲线的饱和区时，若输入电压ui的幅度较大，则在ui正半周的部分时间内，晶体管进入饱和区工作，此时ib可能不失真，如图7所示，当ib沿正半周方向增大时，工作点从Q点移动到Q1，进入了饱和区。在饱和区内，β值很小，且不存在icβib的关系。因此，虽然ib继续增大，但ic却不增加，结果ic的正半周出现了平顶，相应地uce（uo）的负半周也出现了平顶。以后，随着ib的减少，工作点又退回到放大区内，ic与ib又恢复了icβib的正比关系。这种由于放大电路的工作点在部分时间内进入饱和区而引起的波形失真称为饱和失真。4）截止失真8图8截止失真如图8（a）所示，当静态偏置电流IBQ很小时，静态工作点Q的位置偏低，接近输入特性曲线的截止区，因此在输入电压ui的幅度较大时，在ui进入负半周的部分时间内出现uBE小于发射结导通电压的情况，此时iB0，晶体管在截止区工作，ib的负半周出现了平顶。对应到晶体管的输出特性曲线上，如图8（b）所示，此时工作点移到Q1点后的一段时间内，ib、ic、uce（uo）不随ui而变化，ib和ic的负半周出现了平顶，uce（uo）的正半周出现了平顶。这种由于晶体管进入截止区而引起的失真称为截止失真。由以上分析，可以看出静态工作点设置不当和输入电压幅值较大是引起非线性失真的根本原因。因此，只要适当地调整静态工作点的位置使它与输入电压的幅值相适应，做到在放大过程中晶体管不进入饱和或截止状态，就可以减少或避免非线性失真。例如，要消除截止失真，就必须提高静态工作点Q的位置，使IBQibm。这样在放大过程中工作点就不会进入截止区，这可以通过减小Rb1的值来达到。如果要消除饱和失真，可以通过增大Rb1的值使Q点适当地离开饱和区，也可以减小Rc的值使晶体管离开饱和区。如图7所示，当Rc减小时，直流负载线和交流负载线都变陡。由于直流负载线变陡（图7中虚线）而IBQ不变，静态工作点便由Q点移到QA点。从图中可以看出，当同样的ib作用时，工作点在Q?点与Q??点之间移动，放大器工作在放大区内，从而避免了饱和失真。另外在静态工作点确定后，适当地减小输入电压的幅值，也可以避免波形失真。4．晶体三极管共发射极放大器的直流与交流参数（1）共发射极放大器的直流参数共发射极放大器的直流参数主要有IBQ、ICQ及UCEQ、UBEQ。如图1电路所示，这些直流参数的关系式如下UEQUBQUBEQ?UBQECRb2/Rb1Rb2ICQ?IBQUEQ/Re（1）UCEQECICQRCUEQ?ECICQRCUBQ9将已知的EC、Rb1、Rb2、Rc、Re及?值代入（1），即可算出IBQ、ICQ及UCEQ三个直流参数。（2）共发射极放大器的交流参数共发射极放大器的交流参数主要有电压放大倍数Auo、输入电阻Ri与输出电阻Ro、最大输出电压幅度Uom等1电压放大倍数AuobeLiouorRuuA????2式中负号表示输出电压与输入电压的相位是相反的。其中R?LRc//RL，rbe称为三极管的动态输入电阻26300mAImVrcbe????3三、通过计算选择元件根据3DGl12的输出特性曲线。测得β60。由于要求Rirbe3001β26mv/IEQmＡ2kΩ，所以ICQ〈26β/（１０００－３０００）mA0.933mA取ICQ＝０.9MA,IBQICQ/β＝１５μA,I1510IBQ100μA,若取ＶＥＱ＝０.２ＶＣＣ＝２．４Ｖ，则ＲＥ＝ＶＥＱ/ICQ＝２.６６ＫΩＲＥ取２.4kΩ，RB2＝ＶＢＥ/Ｉ１＝（ＶＢＥ＋ＶＥＱ）/Ｉ１＝３１ＫΩ取３０ＫΩ，ＲＢ１＝（ＶＣＣ－ＶＢＱ）/Ｉ１＝８９ＫΩ，用3ＫΩ的电阻与104ＫΩ的电位器串连（实验结束时，应测量电位器的具体值）要求Ａu＞３０，根据beLiouorRuuA????,可得10ＲＬ＝１kΩ,则RC2kΩCBCC10/2πfＬRcRL10μＦＣＥ＞＝１/2πfＬ（ＲＥ//ＲＳ＝rbeRS/1＋β）＝１００μＦ四、设计元件及工具清单元件清单元器件单位数量大小电位器个１１个１０4ＫΩ三极管个１３ＧＤ１００一个电阻个６2个３kΩ、１个2.4kΩ、2个47ＫΩ、1个Ω,电容个３2个１０μF１个１００μF万能板块1其它导线若干，熔断丝若干，松香实验设备名称数量示波器1直流稳压电源1函数信号发生器111晶体管毫伏表2万用表1元件、面包板或印刷电路板工具清单尖嘴钳、斜口钳、镊子、刀子烙铁、烙铁架万用表。五、EWB仿真、PROTEL与PCB图EWB仿真图图9接线图12图10UBE的大小图11ICQ的大小图12调节2/1Us的电压值RW使Ui等于图13接入负载RL时VOL值因为断开RL时所以Ri3752.25KUO596.1所以R0（596.1/276.21）RL1.16K。图14EWB仿真13图15波形图图16PROTEL原理图图17放大电路PCB板六．实验内容与方法按照图18电路给出的元件值和电路图安装EC一个单级放大器。RW1．静态工作点的测量与调整RC静态工作点由管子的IBQ、ICQ、UCEQ、UBEQR?b1C2确定，IBQ很小（?A数量级）一般不测它。C13DG6测量步骤RL（1）不接输入信号，调节直流电源至选定的uiRb2uo直流电压EC，接通电源。ReCe（2）检查放大器各级电压，判断其是否正常工作。用万用表的直流电压档测量图18中c对地与图18分压式共射极偏置放大器电路图e对地的电压，如果UCQEC或UEQ0，则说明（图中R?b13kΩ，Rw100kΩ，ICQ0，晶体管工作在截止区如果UCQ太小，Rb223.5kΩ，Rc3kΩ，例如UCQ－UEQUCEQ?0?5V，则说明ICQ太大，Re2.4kΩ，RL2kΩ，使Rc上压降过大，晶体管工作在饱和区。C110uF，C210uF，C3100uF）直接测量图9中b对e的电压，对硅管来说正常的UBEQ值约为0?7V，锗管约为0?2V。当各极电压都处在正常值时，说明晶体管工作正常。（3）调整工作点14用万用表的直流电压档测量UEQ，若测出的UEQ不等于2.4V，说明静态工作电流ICQ不等于1.0mA，由于ICQ?IBQUEQ/Re，因此可调节电位器RW的大小来改变IBQ的值，使UEQ等于2.4V，此时由eEQEQCQRUII??可计算出ICQ的值。从而达到调整静态工作点电流ICQ及电压UCEQ的目的。当调整好静态工作点后，再测量各直流电压值，将测量结果填入表1中。表1各直流电压值项目UEQ（V）UBEQ（V）UCQ（V）UCEQ（V）ICQUEQ/Re测量数据2.413.128.786.371.008mA2.性能指标的测试按照图10所示框图连接毫伏表稳压电源毫伏表测量系统。示波器用来观测放大器的输入、输出电压波形，晶体管毫伏表用来测量放大器EC的输入、输出电压。信号Ui放大器Uo示波器（1）测量电压放大倍数Auo发生器调节信号发生器，使输出频率f1000Hz，Ui10mV，用毫图19测试放大器性能指标的接线图伏表测量Uo，并记入表2中。表2Au的测量UiUoAuoUo/Ui10.01mV452.7mv45.3（2）输入电阻和输出电阻的测试1）测量输入电阻Ri放大器的输入电阻反映了它消耗输入信号源的功率的大小。若RiRs（信号源内阻），放大器从信号源获取较大电压若RiRs，放大器从信号源吸取较大电流若RiRs，放大器从信号源获取最大功率。Rirbe//Rb1//Rb2?rbe用串联电阻法测量放大器的输入电阻Ri，在信号源的输出端与放大器的输入端之间，串联一个已知电阻R（R值的数量级应接近于Ri的值），如图11所示。在输出波形不失真的情况下，用晶体管毫伏表或示波器分别测量出Us与Ui的值，则15RUUURisii??6式中，Us??信号源的输出电压。UsUiRiUiR/UsUi5.996mV3.002mV）测量输出电阻Ro放大器输出电阻的大小反映了它带负载的能力，Ro愈小，带负载能力愈强。当RoRL时，放大器可等效成一个恒压源。放大器输出电阻的测量方法如图12所示，电阻RL的值应接近于Ro。在输出波形不失真的情况下，首先测量未接入RL之前（即放大器负载开路时）的输出电压Uo值然后接入RL再测量放大器负载上的电压UoL值，则LoLooRUUR??????????17）UoUolR0.4mV3.0KRS信放信放Ro号UsUiRi大号大UoLRL源器源器Uo图20输入电阻的测量图21输出电阻的测量（３）观察由于静态工作点选择不合理而引起的输出波形失真。将频率f1000Hz，Ui10mV的信号接入放大器后1）将RW的阻值调到最大，观察输出波形是否失真（若失真不明显，可增大ui），描下失真波形和测量此时的静态工作点电流ICQ。并说明该波形属于什么失真波形2）将RW的阻值调到最小，观察输出波形是否失真（若波形为一直线，可增大RW），描下失真波形和测量此时静态工作点电流ICQ。并说明该波形属于什么失真波形将所观察到的波形与ICQ的测量值记入表4中。16表4失真波形与ICQ工作点Q的变化截止时ICQUEQ/Re饱和时ICQUEQ/Re输出波形七、误差分析与解决方法１．BJT参数IBCO,VBE,β随温度变化对Q点的影响，都表现在使Q点电流Ic增加，可在两方面使Ic维持稳定（1）针对ICBO的影响，可设法使基极电流IB随温度的升高而自动减小。（2）针对VBE的影响，可设法使发射结的外加电压随着温度的增加而自动减小。２.电阻大小在实际购买的时候与计算值稍有偏差，可通过串联与并联的方式减少误差。误差分析静态工作点、UBEVCQUEQUCEICQ3.12V8.78V2.41V6.37V1.01电压放大倍数ViV0beLiouorRuuA????10mV447.3mV44.73输入电阻测试电阻2.3KViVsRUUURisii??297.7mV599.6mV输出电阻Ro负载Rl3KVoVolLoLooRUUR??????????0.4mV所以误差为γAv45.344.7/45.30.1γRi03γRo33.1/33.3所以误差较小符合设计的技术指标.17八、设计总结及体会8、1设计过程中遇到的问题8、1、1虽然我已经具备了设计普通电子电路的知识，但是在没有实际操作经验的情况下设计电子电路还是存在着很大的困难。在设计的过程中，由于知识的遗忘比较大，很多知识必须需要先查教材和资料，才能把知识回顾起来。8、1、2在理论结合实际这一方面，我还和其他同学存在着很大的差距。如何把书本知识和实际生活联系起来成了我首先要解决的问题。8、1、3各种电子元件的功能和性能不太熟悉，必须查资料知道各个电子元件的技术参数和性能指标。在查资料的同时锻炼了我的动手能力和理论联系实际生活的能力。我知道了各种不同的电子元件有不同的技术参数，不同的技术参数都有各种不同的功能和作用。8、2设计体会在这此电子课程设计的过程中，我看到了实际生活中的知识都是以理论知识做为基础的。没有扎实的基础知识，就不能让理论知识和实际生活很好的联系在一起，那么，所学的知识就不能为实际生活服务，也就没有了学习理论知识的实际意义。同时，我的动手能力也得到了很好的锻炼。以前所做的实习都是照葫芦画瓢，根本不需要动脑筋，但是这次课程设计是让我们自己动手按照要求设计出自己所需要的电子电路，极大的调动了我们的积极性，同时也开阔了我们的设计18思想，让我们在不受条件限制的情况下，运用自己所学过的一切知识设计出符合要求的电路。通过这次的设计实验更进一步地增强了实验的动手能力。九、参考文献一，谢嘉奎宣月清冯军编电子线路（线性部分）1999年6月高等教育出版社二，康光华电子技术基础（模拟部分）华中理工大学出版社三，梁恩主梁恩维著Protel99SE电路设计于仿真应用2000年11月清华大学出版社四，张郁弘庄灿涛著晶体管运算放大器及其应用1978年9月国防工业出版社五，电子电路百科全书翻译组译【美】R.F.格拉夫著电子电路百科全书1986年7月科学出版社六，实用电子电路手册（模拟电路分册）编写组编实用电子电路手册（模拟电路分册）1991年10月高等教育出版社七，陈立定．由ICL8038制作的多波形信号发生器［J］八，http//lab./dg/PRINTLR.ASPID鸣谢鸣谢湖南工学院新校区电气与信息工程系领导的大力支持湖南工学院新校区电气与信息系指导龙卓珉老师和李祖19林老师湖南工学院新校区实验室领导所提供的实验工具湖南工学院新校区图书馆提供的相关资料本组的成员的大力合作为我们本次课程设计的全体老师
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电气电子毕业设计193湖南工学院单级阻容耦合晶体管放大器设计,毕业设计论文
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