实验一、单级阻容耦合晶体管放大电路的设计 实验目的 (山)掌握单级阻容耦合晶体管放大电路的设计方法 (2)掌握品体管放大电路静态工作点的设置与调整方法。 (③)熟悉测量放大电路的方法，了解共射极电路的特性及放大电路动态性能对电路的 影响。 (④)学习放大电路的安装与调试技术。 预习要求 ()根据设计任务和已知条件，确定电路方案。 (②)按设计任务与要求设计电路图。 (3)对设计电路中的有关元器件进行参数计算和选择。 三、设计任务与要求 1设计任务 设计一 个能够稳定静态工作点的单级阻容耦合晶体管放大电路。 己知以下条件。 (1)电压放大倍数：4≥30. (2)工作频率范围：20Hz~200kHz (3)电源电压：VCC=+12V. (4负载电阻：RL-2k2 (5)输入信号：Ui=10mV(有效值). 2.设计要求 ()根据设计任务和已知条件，确定电路方案，计算并选取电路各元件参数。 (2)静态工作点设置合理， 电路不失直 (③)电压增益A等主要性能指标满足设计要求 (4)电路稳定，无故障。 四、设计原理与参考电路 1.放大电路的组成原则 (1)放大由路的核心元件是有源元件，即品体管或场效应管 (②)正确的直流电源电压数值、极性与其他电路参数应保证品体管工作在放大区、场 效应管工作在恒流区，即建立起合适的静态工作点，保证电路不失真。 (仔)输入信号应能够有效地作用于有源元件的输入回路，即品体管的b-©回路，场效 应管的gs回路：输出信号能够作用于负载之上。 设计电路图如下：
实验一、单级阻容耦合晶体管放大电路的设计 一、实验目的 (1) 掌握单级阻容耦合晶体管放大电路的设计方法。 (2) 掌握晶体管放大电路静态工作点的设置与调整方法。 (3) 熟悉测量放大电路的方法，了解共射极电路的特性及放大电路动态性能对电路的 影响。 (4) 学习放大电路的安装与调试技术。 二、预习要求 (1) 根据设计任务和已知条件，确定电路方案。 (2) 按设计任务与要求设计电路图。 (3) 对设计电路中的有关元器件进行参数计算和选择。 三、设计任务与要求 1．设计任务 设计一个能够稳定静态工作点的单级阻容耦合晶体管放大电路。 已知以下条件。 (1) 电压放大倍数：A≥30。 (2) 工作频率范围：20Hz～200kHz。 (3) 电源电压：VCC = +12V。 (4) 负载电阻：RL = 2k。 (5) 输入信号：Ui = 10mV(有效值)。 2．设计要求 (1) 根据设计任务和已知条件，确定电路方案，计算并选取电路各元件参数。 (2) 静态工作点设置合理，电路不失真。 (3) 电压增益 Au 等主要性能指标满足设计要求。 (4) 电路稳定，无故障。 四、设计原理与参考电路 1．放大电路的组成原则 (1) 放大电路的核心元件是有源元件，即晶体管或场效应管。 (2) 正确的直流电源电压数值、极性与其他电路参数应保证晶体管工作在放大区、场 效应管工作在恒流区，即建立起合适的静态工作点，保证电路不失真。 (3) 输入信号应能够有效地作用于有源元件的输入回路，即晶体管的 b-e 回路，场效 应管的 g-s 回路；输出信号能够作用于负载之上。 设计电路图如下：
R 2.晶体管放大电路的设计方法 )选择电略形式 ()单管放大电路有三种可能的接法：共射、共基、共集。其中以共发射极放大电路 应用最广 (2)根据稳定性、经济性的要求，最常用的是工作点稳定的电路，即分压式偏置电路 ()采用什么反馈方式，主要根据负载的要求及信号内阻的情况来考虑。如果输入电 阻较小，可采用串联反馈方式，以增加输入电阻。对于单管放大电路常采用电流反馈， 这样电路比较简单。 2)选择静态工作点 晶体管正常工作状态的确定，应综合以下因素加以考虑 (1)晶体管工作在放大区。 (2)为节省电源耗电，Q点应选在小电流、低电压处。 (3)C和CE不宜太小，以免失真。 各级静态工作点一般选择在下列范围：1C=1~3mA,UCE=2~5V。 3)元件参数的选择 般工程设计时，硅管取1=(5一10)B,UB=(3~5V:锗管取1=(10一20B UB=(1~3V:1C=(1~3)mA. ()确定电阻Re。 电阻R爬可以选取为 2)确定偏置电阻Rb2、Rb1。 电阻b1、b2可由下面关系式得到 R2= UB B-kc-Rs
2．晶体管放大电路的设计方法 1) 选择电路形式 (1) 单管放大电路有三种可能的接法：共射、共基、共集。其中以共发射极放大电路 应用最广。 (2) 根据稳定性、经济性的要求，最常用的是工作点稳定的电路，即分压式偏置电路。 (3) 采用什么反馈方式，主要根据负载的要求及信号内阻的情况来考虑。如果输入电 阻较小，可采用串联反馈方式，以增加输入电阻。对于单管放大电路常采用电流反馈， 这样电路比较简单。 2) 选择静态工作点 晶体管正常工作状态的确定，应综合以下因素加以考虑。 (1) 晶体管工作在放大区。 (2) 为节省电源耗电，Q 点应选在小电流、低电压处。 (3) IC 和 UCE 不宜太小，以免失真。 各级静态工作点一般选择在下列范围：IC = 1～3mA，UCE =2～5V。 3) 元件参数的选择 一般工程设计时，硅管取 I1= (5～10)IB，UB= (3～5)V；锗管取 I1= (10～20)IB， UB= (1～3)V；IC= (1～3)mA。 (1) 确定电阻 Re。 电阻 Re 可以选取为 (2) 确定偏置电阻 Rb2、Rb1。 电阻 Rb1、Rb2 可由下面关系式得到 E B BE e c c U U U R I I − = = B b2 1 U R I = CC b1 b2 1 V R R I = −
(3)选择集电极电阻Rc。 选择集电极电阻RC应考虑两方面的问题，一是要满足A的要求，即 二要避免产生非线性失真，为此，在满足式U:>U。+Uas 的条件下，(UCES饱和压降一般可取1)，先确定品体管压降UCE,再由电路求出 RC R-Yas-Va-Vs (4)耦合电容C1、C2和射极旁路电容Ce的选择。 耦合电容C1、C2和射极旁路电容C®决定放大电路的下限频率几，如果放大器的下限 频率几已知，可按下列表达式估算耦合电容C1、C2和射极旁路电容C® C,≥(310)/21(R+) C≥(3~10)/2(R+R) C.≥(1一3)/2fR/川R+片)1+B1 Rs为信号源内阻，电容C1、C2和Ce均为电解电容，一般C1、C2选用4.7~10uF, Ce选用33200uF。 五、实验内容及步骤 (1)按设计任务与要求设计具体电路。 (②)根据已知条件及性能指标要求，确定元器件（品体管可以选择硅管或铭管）型号，设置 静态工作点 计算电路元件参数（以上两步要求在实验前完成） (3)在实验板上安装电路。检查实验电路接线无误之后接通电原。 (4)测量直流工作点。测试并记录BEQ、ICQ和UCEQ的值，将实测值与理论计算值 进行比较分析。 (⑤)调整元件参数，使其满足设计要求，将修改后的元件参数值标在设计的电路图上。 (⑥测量放大电路的电压放大倍数 接入户1kz,i=10mV(有效值)的输入信号，用示波器观察输入电压波形和负载电阻上 的输出电压波形，在波形不发生失真的条件下，用毫伏表测出电压的有效值6，计算 出电压放大倍数。 (观察负载电阻对放大倍数的影响 将负载电阻更换，重新测量放大电路的电压放大倍数，记录数据（自拟表格） (⑧)测量最大不失真输出电压幅值。 调节信号发生器，逐渐增大输入信号，同时观察输出电压波形变化，然后测出波形无明 显失真的最大允许输入电压和输出电压的有效值，最后计算出最大输出电压幅值。 六、实验报告 ()写出设计原理、设计步骤及计算公式，画出电路图，并标注元件参数值 (②)整理实验数据 ,计算实验结果，画出波形。 (3)进行误差分析。 (4)总结提高电压放大倍数采取的措施。 (⑤)分析输出波形失真的原因及性质，并提出消除失真的方法
(3) 选择集电极电阻 Rc。 选择集电极电阻 Rc 应考虑两方面的问题，一是要满足 Au 的要求，即 二要避免产生非线性失真，为此，在满足式 的条件下，(UCES 饱和压降一般可取 1V)，先确定晶体管压降 UCE，再由电路求出 RC。 (4) 耦合电容 C1、C2 和射极旁路电容 Ce 的选择。 耦合电容 C1、C2 和射极旁路电容 Ce 决定放大电路的下限频率 fL，如果放大器的下限 频率 f L 已知，可按下列表达式估算耦合电容 C1、C2 和射极旁路电容 Ce Rs 为信号源内阻，电容 C1、C2 和 Ce 均为电解电容，一般 C1、C2 选用 4.7～10F， Ce 选用 33～200F。 五、实验内容及步骤 (1) 按设计任务与要求设计具体电路。 (2) 根据已知条件及性能指标要求，确定元器件(晶体管可以选择硅管或锗管)型号，设置 静态工作点，计算电路元件参数(以上两步要求在实验前完成)。 (3) 在实验板上安装电路。检查实验电路接线无误之后接通电源。 (4) 测量直流工作点。测试并记录 UBEQ、ICQ 和 UCEQ 的值，将实测值与理论计算值 进行比较分析。 (5) 调整元件参数，使其满足设计要求，将修改后的元件参数值标在设计的电路图上。 (6) 测量放大电路的电压放大倍数。 接入 f=1kHz，Ui =10mV(有效值)的输入信号，用示波器观察输入电压波形和负载电阻上 的输出电压波形，在波形不发生失真的条件下，用毫伏表测出电压的有效值 Uo，计算 出电压放大倍数。 (7) 观察负载电阻对放大倍数的影响。 将负载电阻更换，重新测量放大电路的电压放大倍数，记录数据(自拟表格)。 (8) 测量最大不失真输出电压幅值。 调节信号发生器，逐渐增大输入信号，同时观察输出电压波形变化，然后测出波形无明 显失真的最大允许输入电压和输出电压的有效值，最后计算出最大输出电压幅值。 六、实验报告 (1) 写出设计原理、设计步骤及计算公式，画出电路图，并标注元件参数值。 (2) 整理实验数据，计算实验结果，画出波形。 (3) 进行误差分析。 (4) 总结提高电压放大倍数采取的措施。 (5) 分析输出波形失真的原因及性质，并提出消除失真的方法。 L be u R A r U U U CE o max CES + CC CE E c c V U U R I − − = 1 L s be C f R r ≥ ～(3 10) / 2 ( ) + 2 L c L C f R R ≥ ～(3 10) / 2 ( ) + e L e s be C f R R r ≥ ～(1 3) / 2 { //[( ) /(1 )]} + +
七、思考题 ()放大电路在小信号下工作时，电压放大倍数决定于哪些因素？为什么加上负载后 放大倍数会变化并与什么有关？ (②)为什么必须设置合适的静态工作点？ (3)如何调整交流放大电路的静态工作点？它在哪一点为好即应是多大才合适)？ (4)尽管静态工作点合适，但输入信号过大，放大电路将产生何种失真？ (⑤)电路中电容的作用是什么？电容的极性应怎样正确连接？
七、思考题 (1) 放大电路在小信号下工作时，电压放大倍数决定于哪些因素？为什么加上负载后 放大倍数会变化并与什么有关？ (2) 为什么必须设置合适的静态工作点？ (3) 如何调整交流放大电路的静态工作点？它在哪一点为好(即应是多大才合适)？ (4) 尽管静态工作点合适，但输入信号过大，放大电路将产生何种失真？ (5) 电路中电容的作用是什么？电容的极性应怎样正确连接？