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三极管10倍放大电路设计

= =( )
另外因为用 将 的直流成分截去,故交流输出信号 即为 的本身: = =( ) 。因此,该电路的交流电压放大倍数 为: = / = / 。所以可以认为放大倍数 与 无关,而是由 与 之比来决定的(因为基极电流为0,所以与 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 / ≥10
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
用示波器仿真如下图,此时频率为10kHZ
波特图示仪仿真结果如下
中频区
半功率点,10HZ满足实验要求
事先一定要用万用表测量管子的hFE,以便可以准确的确定基极电流和射极电流。
在调试时,输入信号的峰峰值不要设得过大。
事先要预留出各个测试点以及接地点。
通过这次试验深入学习了三极管放大电路的频率特性的控制
VB=1.37V,VC=9.18V,VE=0.72V,VCEQ=8.48V。
4.2电路频率范围
fmin=9.4Hz;fmax=1.21MHz;。
4.3放大倍数
经测量当f=10Hz时AV=7.68;经测量当f=1KHz时AV=10.6,当f=1MHz时AV=8.16,
4.4电路输出振幅
经测量当f=10Hz时A=7.68V经测量当f=1KHz时A=10.6V;;当f=1MHz时A=8.16V,
理工大学
开放性实验报告
(A类/B类)
项目名称:三极管放大电路设计
实验室名称:创新实验室
学生姓名:
创新实验项目报告书
实验名称
三极管放大电路设计
日期
2011年11月21日
姓名
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;
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 上最低加上1-2V电压(因为 约为0.6V,但其有-2.5mV/ 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 设定在 与 的中点,为使静态工作点取值合适,故选择25V直流电源供电。
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 =0.625W(25 ), =80‐250, =80MHZ, =180V, =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。
4.5结论分析
忽略晶体管,电阻,电容的误差与计算基本符合试验要求,故上述计算方法
五、实验总结(实验中遇到的已解决和未解决的问题)
5.1实验中遇到的问题
5.1.1高频特性高于1M以上2-3倍
经计算与电脑仿真在RC处并联一滤波电容可以降低高频特性截止频率。
5.1.2最小低频小于10Hz
改变输入输出电容的大小即可增高输出频率
二、实验原理
2.1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。
5.1.3放大倍数略小于10倍
适当增大RC的阻值可以提高倍数
5.2实验中遇到未解的问题决
仿真结果与实际电路在频率特性有很大差别
5.3经验总结
在设计过程中从查资料到设计再到焊接再到调试最后在写实验报告,整个过程中认识到电脑仿真和书面计算与实际电路有一定差别,所以理论很重要,动手实践同样很重要。
在对静态工作点的设定时,要注意使Vce=(1/2~1/3)Vcc,以确保输出波
2.2.1求各部分直流电位
基极直流电位: =
发射极直流电位:
又 =0.6v,故 V
发射极上的直流电流: = / =( V)/
集电极的直流电压 = -
2.2.2求交流电压放大倍数
由交流输入电压 引起的 的交流变化 为: = /
另集电极的交流变化为 ,则 的交流变化部分 为:
3.1.3 与
因为 / ≥10,这里取10,设 压降为1V, 为3mA。 = / 约为330 ,故 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, =65k , =5k ,取电阻标准值, =62k , =4.7k
3.1.耦合电容 与
由于 分别与 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 )=10其中 = ∥ ,解得 约为3uF, 取值与 一致。
3.6最终方案的电路焊接
在这次焊接中优化了布线方案,减少了布线长度,以尽量减少阻抗,在靠近电路的地方布上去耦电容,以优化高频特性。
3.7测试与调试
对焊接后的电路板进行测试,测试结果显示,放大倍数,波形,低频特性均符合实验要求,误差在5%以内。
四、实验结果(详细列出实验数据、结论分析)
4.1静态工作点电流,电压;
3.4重新设计的电路图及其仿真结果
3.5在面包板上进行实际电路的测试与调试
在设计第一个电路时发现,multisim仿真与实际电路在高频特性上有很大差距,故先使用面包板上测试,测试结果显示,该电路半功率点,低频达到9.4HZ,高频达到1.4MHZ。经计算,在 旁并联161PF电容可使高频特性降低到约1.2MHZ。实际测试结果与计算结果相符。
高频特性不符合实验要求,过高
于是修改电路图,并仿真,在 上并联一个小电容,使其在高频时放大倍数下降,仿真结果如下
波特图示仪仿真结果如下
大致符合实验要求,故采用此电路图进行焊接
3.3焊接电路并进行实际测试
测试结果显示,放大电路无失真现象,在10HZ时频率特性较好,但在1MHZ时放大倍数急剧下降,实际半功率点在150KHZ左右,将 旁并联的小电容拆除后高频特性仍旧只在200KHZ左右,严重不符标准,故此电路作废,重新设计电路。
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