第四章多级放大电路习题答案3.1学习要求
（1）了解多级放大电路的概念，掌握两级阻容耦合放大电路的分析方法。
（2）了解差动放大电路的工作原理及差模信号和共模信号的概念。
（3）理解基本互补对称功率放大电路的工作原理。
3.2学习指导
本章重点：
（1）多级放大电路的分析方法。
（2）差动放大电路的工作原理及分析方法。
本章难点：
（1）多级放大电路电压放大倍数的计算。
（2）差动放大电路的工作原理及分析方法。
（3）反馈的极性与类型的判断。
本章考点：
（1）阻容耦合多级放大电路的静态和动态分析计算。
（2）简单差动放大电路的分析计算。
3.2.1多级放大电路的耦合方式
1．阻容耦合
各级之间通过耦合电容和下一级的输入电阻连接。优点是各级静态工作点互不影响，可单独调整、计算，且不存在零点漂移问题；缺点是不能用来放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号，且不能在集成电路中采用阻容耦合方式。
静态分析：各级分别计算。
动态分析：一般采用微变等效电路法。两级阻容耦合放大电路的电压放大倍数为： 其中i2L1r R =。
多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻，输出电阻就是最后一级的输出电阻。
2．直接耦合
各级之间直接用导线连接。优点是可放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号时，且适宜于集成；缺点是各级静态工作点互相影响，且存在零点漂移问题，即当0i =u 时0o ≠u （有静态电位）。引起零点漂移的原因主要是三极管参数（I CBO ，U BE ，β）随温度的变化，电源电压的波动，电路元件参数的变化等。
3.2.2差动放大电路
1．电路组成和工作原理
差动放大电路由完全相同的两个单管放大电路组成，两个晶体管特性一致，两侧电路参数对称，是抑制直接耦合放大电路零点漂移的最有效电路。 2．信号输入
（1）共模输入。两个输入信号的大小相等、极性相同，即ic i2i1u u u ==。在共模输入信号作用下，电路的输出电压0o =u ，共模电压放大倍数0c =A 。
（2）差模输入。两个输入信号的大小相等、极性相反，即id i2i12
1u u u =-=。在共模输入
信号作用下，电路的输出电压o1o 2u u =，差模电压放大倍数d1d A A =。
（3）比较输入。两个输入信号大小不等、极性可相同或相反，即i2i1u u ≠，可分解为共模信号和差模信号的组合，即：
式中u ic 为共模信号，u id 为差模信号，分别为： 输出电压为： 3．共模抑制比
共模抑制比是衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力的重要指标，定义为A d 与A c 之比的绝对值，即： 或用对数形式表示为：
c
d CMR lg
20A A K =（dB ）
提高共模抑制比的方法有：调零电位器R P ，增大发射极电阻R E ，采用恒流源。 4．差动放大电路的输入输出方式
差动放大电路有4种输入输出方式，如图3.1所示。 双端输出时差动放大电路的差模电压放大倍数为：
式中，2
//L C L
R
R R ='，相当于每管各带一半负载电阻。 单端输出时差动放大电路的差模电压放大倍数为：
be
L
d 21r R A '-
=β（反相输出） be
L
d 21r R A '=
β（同相输出） 式中，L C L
//R R R ='。 3.2.3互补对称功率放大电路
1．对功率放大电路的基本要求
（1）能向负载提供足够大的功率，因此晶体管要工作在大信号极限运用状态。 （2）非线性失真要小，为此可采用互补对称电路。 （3）效率要高，为此可采用乙类和甲乙类工作状态。 2．功率放大电路的类型
（1）甲类：静态工作点Q 大致设置在交流负载线的中点，集电极静态电流I C 约为信号
电流幅值的1/2，工作过程中晶体管始终处于导通状态，非线性失真小，效率低。 （2）乙类：静态工作点Q 设置在负载线与横轴的交点上，集电极静态电流0C =I ，非线性失真大，效率高。
（3）甲乙类：静态工作点Q 设置在集电极电流I C 很小处，效率高于甲类工作状态，而非线性失真也不像乙类工作状态时那样严重。
（a ）双端输入双端输出（b ）双端输入单端输出 （c ）单端输入双端输出（d ）单端输入单端输出
图3.1差动放大电路的输入输出方式
3．OCL 功率放大电路
甲乙类OCL 功率放大电路如图3.2所示。图中V 1为NPN 管，V 2为PNP 管，两管特性相同。两管的发射极相连接到负载上，基极相连作为输入端。
静态（0i =u ）时，由二极管VD 1、VD 2给V 1、V 2发射结加适当的正向偏压，以便产生一个不大的静态偏流，由于电路对称，U E 仍为零，负载中仍无电流流过。
动态（0i ≠u ）时，在u i 的正半周V 1导通而V 2截止，V 1以射极输出器的形式将正半周信号输出给负载；在u i 的负半周V 2导通而V 1截止，V 2以射极输出器的形式将负半周信号输出给负载。在u i 的整个周期内，V 1、V 2两管轮流工作，互相补充，使负载获得完整的信号波形。
4．OTL 功率放大电路
甲乙类OTL 功率放大电路如图3.3所示。它是用一个大容量的电容器代替OCL 电路中的负电源。因电路对称，静态时两个晶体管发射极连接点的电位为电源电压的一半，由于电容C 的隔直作用，负载R L 中没有电流，输出电压为零。动态时，在u i 的正半周V 1导通而V 2截止，V 1以射极输出器的形式将正半周信号输出给负载，同时对电容C 充电；在u i 的负半周V 2导通而V 1截止，电容C 通过V 2和R L 放电，V 2以射极输出器的形式将负半周信号输出给负载，电容C 在这时起到负电源的作用。为了使输出波形对称，必须保持电容C 上的电压基本维持在U CC /2不变，因此C 的容量必须足够大。
图3.2甲乙类OCL 电路图3.3甲乙类OTL 电路
4-1放大电路见图4-35，晶体管V 1的Ω=k 6be1r ，V 2的Ω=k 2.1be2r ，两管的
10021==ββ，要求:(1)计算该多级放大电路的输入电阻i r 和输出电阻o r ;(2)计算R s =0和R s =20k ?时的s o /U U 各是多少。
图4-35题4-1图
解：（1）B1B2be1////91//30//6 4.7k i r R R r ===Ω,
(2)R s =0时-
R s =20k ?时
4-2放大电路见图4-36，各管的?=100，r be =1k ?，试计算放大电路的电压放大倍数u A ，输入电阻i r 和输出电阻o r 。
图4-36题4-2图
解：()[]B1be11//1376//11017.5251.4k i E r R r R β=++=+?=Ω????
r o =3k ?
()()()()()()()1C122C2us u1u2be11C12be221////1003//11101//11010.0651i L i E βR r βR R A A A r βR r r R β?
?+????==
?-≈?-≈-??+++?'??++????
&&&4-3放大电路见图4-37，场效应管3DO1的g m =2mS ，晶体管3DG6的50=β，静态V 7.0BE =U ，要求：(1)计算第二级的静态工作点；(2)写出总电压放大倍数u A 的表达式；(3)第一级的输入电阻r i 和第二级的输出电阻r o 等于多少？(4)说明第一级电路的名称，在输入级采用此电路有何好处？
图4-37题4-3图
解：(1)计算第二级的静态工作点 (2)总电压放大倍数u A 的表达式 (3)Ω=≈Ω==k 2,
M 10C o G i R r R r
(4)第一级为源极跟随器，具有很高的输入阻抗，减少对信号源电压的影响。
.
4-4两级交流放大电路见图4-38，已知场效应晶体管的g m =2mA/V ，晶体管的
50=β，Ω=600be r 。要求：(1)画出放大电路的微变等效电路；(2)计算mV 10s =U 时=o u ?(3)计算第一级的输入、输出电阻；(4)说明前级采用场效应晶体管，后级采用射极输出放大电路的作用。
图4-38题4-4图
1)放大电路的微变等效电路u gs
i b
R G
R βi b
+
－
u s
R C
R B
R L
R E
u o
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?
?
g u m GS
R G2
R G1
r be
+
-+
-
R s
R d
(2)()247//0.6510.47//0.7511.56k i r =+?=Ω????
(3)Ω=≈Ω
≈+=k 6.5M 10//D o1G2G1G i R r R R R r (4)前级采用场效应晶体管可以提高电路的输入电阻，后级采用射极跟随器可以降低输出电阻，提高带负载能力。
4-5电压放大电路和功率放大电路的要求有何不同？
解：电压放大器与功率放大器的区别1)任务不同。电压放大——不失真地提高输入信号的幅度，以驱动后面的功率放大级，通常工作在小信号状态。功率放大——信号不失真或轻度失真的条件下提高输出功率，通常工作在大信号状态。
2)分析方法不同，电压放大采用微变等效电路法和图解法，功率放大采用图解法。
4-6甲类功率放大电路效率低的原因何在？
解：甲类功率放大电路，将放大电路的静态工作点Q 选在其交流负载线中点附近，
在整个输入信号周期内，始终有电流流过晶体管，虽然放大的信号不失真，但管耗太大，电路的效率很低。
4-7甲乙类互补对称功率放大电路为什么可以减小交越失真 解：乙类互补对称功率放大电路中，静态时V 1和V 2均处于截止状态，当输入信号小于晶体管的死区电压时，基极电流i B
基本上等于零。因此，在两管交替工作前后
都存在一个由输入特性的死区电压而引起的截止工作区，导致输出电压、电流波形产生信号失真，这种失真称为交越失真。为了消除交越失真，可在晶体管上加一很小的直流偏压,将静压工作点设置在稍高于截止点，使两个功放管在静止时处于于导通状态，即可避开输入特性曲线上的死区电压。这时两只晶体管都工作在甲乙类放大状态。
4-8单电源互补对称电路中，负载电阻R L =150Ω，要求最大输出功率P om =120mW,求电源V CC 的值。
解：由于电路为单电源互补对称电路
输出电压的最大值为U om =
2
CC
V
输出电压的有效值为o om CC U U V =≈
输出功率的最大值22om o L CC L //8P U R V R =≈ 所以CC omax L 812V V P R =?=
4-9在图4-39功放电路中，已知V CC =12V ，R L =8Ω。u i 为正弦电压，求：(1)负载上可能得到的最大输出功率；(2)每个管子的管耗P CM
至少应为多少？
图4-39题4-9图
解：(1)输出功率的最大值()222m o L CC L //212/289o P U R V R W =≈=?= 两个直流电源供给的最大总功率22CC Emax
L 221211.46π 3.148
V P W R ?===? (2)两个管子的管耗P CM
cmax Emax omax 11.469 2.46P P P W =-=-=
4-10某OCL 电路见图4-40a ，试回答以下问题。
a ）
b ）
图4-40题4-10图
（1）当V 15CC =V ，V 1、V 2管的饱和压降V 2CES ≈U ,Ω=8L R 时,负载L R 上得到的输出功率o P 应为多大？（2）若V 18CC =V ，Ω=16L R ，忽略V 1、V 2管上的饱和压降,当输入t u i ωsin 210=V 时，计算负载L R 上得到的输出功率o P 为多大？电源提供的功率E P 为多大？单管管耗C P 为多大?（3）动态情况下测得负载L R 上的电压波形)(o t u 见图4-40b ，试判断这种波形失真为何种失真？应调哪个元件？如何调整可以消除失真？（4）静态情况下，若R 1、VD 1、VD 23个元件中有一个开路，你认为会出现什么问题？
解：(1)22CC max
L (2)1310.56W 228
o V P R -===?,
(2)(
2
2
om L 102
6.5W 2216
o U
P R ===?
输出电流的幅值om om L /102/160.884A I U R ===
电源供给的电流C om /0.28I I πA ==
电源输入功率E C C 20.2821810.08W C P I V =?=??= 两个管子的管耗P CM
c E o 10.0860.25 3.83P P P W =-=-=
（3）动态情况下测得负载L R 上的电压波形)(o t u 这种波形失真为交越失真，应调整电阻R1，使其增大。
（4）静态情况下，若R 1、VD 1、VD 23个元件中有一个开路，输出波形将只有一半。
*讨论:在功率放大器的分析中，应明确下列几点：
-V cc
+V cc
1.功率放大器的输出功率、管耗、电源提供的功率、效率均为输出电压幅值U om 的函数。当U om 不同时，它们的值是不同的。
2.电路的最大输出功率是指输出电压处于极限状态时的输出功率，公式L
2
CC
om
21R V P =
只有在输出电压达到极限值，并且忽略管子的饱和压降时才可以用。
3.互补对称功放中的互补对称输出级属于射级跟随器，所以当已知输入信号的有效值U i 时，则
U om =U im =i 2U 。
4-11电路见图4-41，设V 20CC =V ，Ω=8L R ，管子的饱和压降为V 2，求输出功率o P 。
图4-41题4-11图
解：()()22
omax CC L 2/(8)202/(88) 5.06W P U R ≈-=
-?=
4-12在图4-16电路中，已知V 1管供给复合管功放级的最大集电极电流和电压分别为I cm1=10mA ，U cem1=10V,所有管子的β=30，求负载上最大功率P om 。 输出电压的幅值U om 不超过10V ，相应的输出功率为
4-13晶体管3DG6D 的极限参数如下：P cm =100mW ，I cm =20mA ，U CEO =30V 如将它接成变压器耦合单管功率放大电路图4-17，试问：
+V cc
R L
（1）工作在理想极限状态，最大输出功率P om 是多少？（2）电源电动势应该多
大？集电极静态电流I C 应该多大？（3）最合适的交流等效电阻L
R '应该多大？（4）如果负载电阻为16Ω，输出变压器的电压变比K 应该多大？ 解：(1)m W 191/2C C Emax ==πI E P ,P om =P Emax -P cm =91mW
(2)E C =30V,I C =10mA,(3)k Ω3/C C L =='I E R ,(4)433.0/L L ='=R R K
4-14什么是零点漂移？交流放大器是否也有零点漂移？
解：在多级直接耦合放大电路中，即使把输入端短路（即无输入信号），在输出端也会出现电压波动，使输出电压偏离零值，这种现象称为零点漂移，简称零漂。交流放大器即一般的电容耦合放大电路没有零漂，电容能滤除缓慢变化的零漂。
4-15直流放大器能不能放大交流信号？
解：直流放大器（直接耦合放大电路）不仅能放大缓变信号，也能放大频率较高的信号。
4-16有两个直流放大电器，它们的电压放大倍数分别为103和105，如果两者的输出漂移电压都是500mV ，能不能说它们的漂移指标是一样的？若要放大0.1mV 的信号，两个放大电路都可以用吗？
解：不能第一个放大电路折算到输入的零漂为500mV/1000=0.5mV ，第个放大电路折算到输入的零漂为500mV/100000=0.005mV ，第一个放大电路的零漂严重些。要放大0.1mV 的信号只能用第二个放大电路，因为第一个放大电路很难区分输出信号和零漂。
4-17有一两级直接耦合放大电路，在25℃时，输入信号u i =0，输出端电压为5V 当温度升高到35℃时，测量出输出端电压为5.25V ，试求放大电路的温度漂移（μV/℃）。输出端漂移电压要折合到输入端，设250=β。
解：
/4.0104250
10525.57
2
A A μ=?=?--℃ 4-18双端输入、双端输出差动放大电路为什么能抑制零点漂移？为什么共模反馈电阻R E 能提高抑制零点漂移的效果？是不是R E 越大越好？为什么R E 不影响差模信号的放大效果？
解：双端输入、双端输出差动放大电路能抑制零漂是因为利用了两个完全相同的放大电路的对称性，温度对两个放大电路的影响完全相同，使两个放大电路互相补
偿。共模反馈电路对差模信号相当于短路，对共模信号能降低原电路对其的放大倍数。当R E 选得较大时，维持正常工作是所需的负电源电压将很高，这是很不经济的。
4-19图4-42中的V 1，V 2均为硅管，U BE =0.7V ，两管间为直接耦合方式，已知β1=
β2=50，r be1=r be2=300Ω，电容器C 1、C 2、C 3、C 4的容量足够大。
(1)估算静态工作点I C2，U CE2（I B2的影响忽略不计）;(2)求中频电压放大倍数A u ,输入电阻r i 和输出电阻r o 。
图4-42题4-19图
解：(1)20
10 2.442062
B V V =
?=+ ()2.440.71502B I -=+?所以0.017B I mA =500.0170.85c B I I mA β==?=
(2)第一级放大电路为共射放大电路，第二级放大电路为共基放大电路
4-20某差动放大电路见图4-43，设对管的β=50，r be =300Ω,U BE =0.7V ，R P 的影响可以忽略不计，试估算：(1)V 1，V 2的静态工作点。(2)差模电压放大倍数A ud
图4-43题4-20图
解：（1）两管的静态工作点相同 (2)差模放大倍数
4-21为什么晶体管恒流源差动放大电路能进一步提高共模抑制比和减小单端输出时的零点漂移？
解：晶体管恒流源的直流电阻不大，即其直流压降不大；但对信号分量却能呈一出极大的动态电阻。工作在放大区的晶体管就具有这种特性能，进一步提高共模抑制比和减小单端输出时的零点漂移。
4-22电路见图4-44，设3个晶体管均有50200be =Ω=β，r ，稳压管2CW15的稳定电压为8V ，试求：（1）静态工作参数1111B B C C I U I U ，，，和1E U ；（2）差模电压增益。
图4-44题4-22图
解：(1)mA 11.0)2V/(36k 82
/36k =
=D C2C1=?Ω=Ω
V I I
(2)34.23be
B1'L
ud -=+-
=r R R A β？？？？、？？？？、、、、
第4章
4-1(1)Ω==k 7.4////be1B2B1r R R r i ,o be2/(1)0.012k Ωr r β≈+=
(2)()6.331//1
S 1
be12C111S 1u2
u1us -=+??-≈+=i i i i i r R r r r R βr R r A A A &&&, 4-2A u =-10，r i =187k ?,r o =3k ?
4-3(1)I B =0.03mA,I C =1.65mA,U CE =5.4V,
(2)()7.2,
7.21//,
121E1
be2L
C 21-≈?=-=++-=≈u u u u u A A A R r R R A A ββ
(3)Ω=≈Ω==k 2,
M 10C o G i R r R r
(4)第一级为源极跟随器，具有很高的输入阻抗，减少对信号源电压的影响。
4-4(2)m V 8.4338
.4)]}//)(1(//[//{o L E be B D m s =-=++-=U R R r R R g A u β (3)Ω=≈Ω
≈+=k 6.5M 10//D o1G2G1G i R r R R R r (4)前级采用场效应晶体管可以提高电路的输入电阻，后级采用射极跟随器可以降低输出电阻，提高带负载能力。 4-7V 128L omax CC =?=R P U
4-8W 9)/(2L 2CC max ==R U P o ,W P P 8.12.0omax cm == 4-9(1)W 56.102)2(L
2
CC max
=-=R U P o ,(2)W 2.62L 2
om ==
R U P o ,W 9.7π2L 2om Emax ==R U P 4-10W 5.62)/(8L 2CC omax =≈R U P
4-11(1)m W 191/2C C Emax ==πI E P ,P om =P Emax -P cm =91mW
(2)E C =30V,I C =10mA,(3)k Ω3/C C L =='I E R ,(4)433.0/L L ='=R R K 4-14(1)I C2=3.78mA,U CE2=0.51V
(2)()
5.3241)//(be1
2C11u2u1us -=?-
≈=r r R βA A A i &&&,Ω88.5)1/(be2o =+≈βr r Ω==k 29.0////be1B2B1r R R r i ,Ω=++=k 2.73)//)(1(L e2be22R R r r i β
4-15(1).01m A 0=B2B1I I =,V 9==CE2CE1U U ,(2)63.24be
B1'L
ud -=+-=r R R A β
4-17(1)mA 11.0)2V/(36k 82
/36k =
=D C2C1=?Ω=Ω
V I I (2)34.23be
B1'L
ud -=+-
=r R R A β
第二章集成运算放大器 题某集成运放的一个偏置电路如图题所示，设T1、T2管的参数完全相同。问： (1) T1、T2和R组成什么电路 (2) I C2与I REF有什么关系写出I C2的表达式。 图题解：(1) T1、T2和R2组成基本镜像电流源电路 (2) REF BE CC REF C R V V I I - = = 2 题在图题所示的差分放大电路中，已知晶体管的=80，r be=2 k。 (1) 求输入电阻R i和输出电阻R o； (2) 求差模电压放大倍数 vd A 。
图题解：(1) R i =2(r be +R e )=2×(2+= k Ω R o =2R c =10 k Ω (2) 6605 .08125 80)1(-=?+?-=β++β- =e be c vd R r R A 题 在图题所示的差动放大电路中，设T 1、T 2管特性对称， 1 = 2 =100，V BE =，且r bb ′=200，其余参数如图中所示。 (1) 计算T 1、T 2管的静态电流I CQ 和静态电压V CEQ ，若将R c1短路，其它参数不变，则T 1、T 2管的静态电流和电压如何变化 (2) 计算差模输入电阻R id 。当从单端（c 2）输出时的差模电压放 大倍数2 d A =； (3) 当两输入端加入共模信号时，求共模电压放大倍数2 c A 和共模抑制比K CMR ； (4) 当v I1=105 mV ，v I2=95 mV 时，问v C2相对于静态值变化了多少
e 点电位v E 变化了多少 解：(1) 求静态工作点： mA 56.010 2101/107 122)1/(1=?+-=+β+-= e b BE EE CQ R R V V I V 7.07.010100 56 .01-≈-?- =--=BE b BQ E V R I V V 1.77.01056.012=+?-=--=E c CQ CC CEQ V R I V V 若将R c1短路，则 mA 56.021==Q C Q C I I （不变） V 7.127.0121=+=-=E CC Q CE V V V V 1.77.01056.0122=+?-=--=E c CQ CC Q CE V R I V V （不变） (2) 计算差模输入电阻和差模电压放大倍数： Ω=?+=β++=k 9.456 .026 101200) 1('EQ T bb be I V r r Ω=+?=+=k 8.29)9.410(2)(2be b id r R R 5.338 .2910100)(22 =?=+β=be b c d r R R A (3) 求共模电压放大倍数和共模抑制比： 5.0201019.41010 1002)1(2 -=?++?-=β++β-=e be b c c R r R R A 675.05.332 2===c d CMR A A K （即）
3.16多级放大电路的设计与测试 一．实验目的 1.理解多级放大直接耦合放大电路的工作原理和设计方法。 2.学习并熟悉设计高增益的多级直接耦合放大电路的方法。 3.掌握多级放大器性能指标的测试方法。 4.掌握再放大电路中引入负反馈的方法。 二．实验预习与思考 基本要求： 用给定的三极管2SC1815（NPN），2SA1015(PNP)设计多级放大器，已知Vcc=+12V，Vee=-12V，要求设计差分放大器恒流源的射极电流Ieq3=1-1.5mA,第二放大级射极电流Ieq4=2-3mA；差分放大器的单端输出不失真电压增益至少大于10倍，主放大级的不失真电压增益不小于100倍；双端输入电阻大于10KOhm，输出电阻小于10Ohm，并保证输入级和输出级的直流电流为为零。 三．测试方法 静态工作点、增益、输入、输出阻抗、幅频特性等测试方法请参看前面的教学内容。 四．实验内容 用Multisim仿真设计结果，并调节电路参数以满足性能指标要求。给出仿真结果。 仿真实验电路： 测得放大电路单端输入电阻约为10KOhm，放大倍率3094.53倍。 由于放大倍率较大，如采用Ui=5mV，10kHz交流电，则放大电压Uo=Ui*Au=15.47V，超出了放大电路的最大输出，因此接下来的仿真实验采用交流电压为100uV，500Hz的交流电源。 测试电路： 2.电路放大倍率的测试
倍Au=3094.53总放大倍数： 测试电路：测试截图：差分输入，输出波形：主放大级输入、输出波形：总输入，输出波形：输入电阻测试2.Ri R U' U 10.372kOhm 49.085uV 10kOhm 100uV :测试电路：测试结果Ro=4.032hm 输出电阻： 370 1850 3.7K 18.5 37K 74K 185K 370K Au(dB) 69.790 69.811 69.798 69.328 67.71 65.573 54.922 46.614 分析电路： 测试结果：
2-2 电路如图2-35所示，已知V CC =12 V ，R C =2 k Ω，晶体管的β=60，U BE =0.3 V , I CEO =0.1 mA ,要求： (1) 如果欲将I C 调到1.5 mA,试计算R B 应取多大值？(2) 如果欲将U CE 调到3 V ，试问R B 应取多大 值？ 图2-35 题2-2图 解：1）C B 1.5I βI mA == B 0(12)0.3 1.5/600.025B I mA R ---=== 所以B 468R k =Ω 2）C 3 123 4.5210 I mA -= =?，B 0(12)0.34.5/600.075B I mA R ---===所以B 156R k =Ω 2-3 电路图2-36所示，已知晶体管的β=60，r be k =1Ω，BE U =0.7 V ，试求：(1)静态工作点 I B ，I C ，U CE ；(2) 电压放大倍数；(3) 若输入电压 mV sin 210i t u ω=，则输出电压U o 的有效值为多少? V 图2-36 题2-3图 解：1）计算电路的静态工作点： B 120.7 0.04270 I mA -= = C B 0.0460 2.4I I mA β==?= CE 12 2.43 4.8U V =-?= 2)对电路进行动态分析 o L u i be 6031801 U βR A U r '-?= =-==- 3）0180101800u i U A U =?=?=V 所以输出电压的有效值为1800V 1.放大器中的信号是交、直流共存的。交流信号是被放大的量；直流信号的作用是使放大器工作在放大状态，且有合适的静态工作点，以保证不失真地放大交流信号。 2.若要使放大器正常地放大交流信号，必须设置好工作状态及工作点，这首先需要作直流量的计算；
实验报告 课程名称：电子电路设计实验 指导老师：李锡华,叶险峰,施红军 成绩：________ 实验名称：晶体管共射放大电路分析 实验类型：设计实验 同组学生姓名: 一、实验目的 1、学习晶体管放大电路的设计方法， 2、掌握放大电路静态工作点的调整和测量方法，了解放大器的非线性失真。 3、掌握放大电路电压增益、输入电阻、输出电阻、通频带等主要性能指标的测量方法。 4、理解射极电阻和旁路电容在负反馈中所起的作用及对放大电路性能的影响。 5、学习晶体管放大电路元件参数选取方法，掌握单级放大器设计的一般原则。 二、实验任务与要求 1.设计一个阻容耦合单级放大电路 已知条件：=+10V cc V ， 5.1L R k =Ω，10,600i S V mV R ==Ω 性能指标要求：30L f Hz <,对频率为1kHz 的正弦信号15/,7.5v i A V V R k >>Ω 2.设计要求 （1）写出详细设计过程并进行验算 （2）用软件进行仿真 3.电路安装、调整与测量 自己编写调试步骤，自己设计数据记录表格 4.写出设计性实验报告 三、实验方案设计与实验参数计算 共射放大电路
(一).电路电阻求解过程（β=100） (没有设置上课要求的160的原因是因为电路其他参数要求和讲义作业要求基本一样,为了显示区别,将β改为100进行设计)： （1）考虑噪声系数,高频小型号晶体管工作电流一般设定在1mA 以下，取I c =1mA （2）为使Q 点稳定,取2 5 BB CC V V =，即4V, （3）0.7 3.3BB E E V R k I -≈=Ω,恰为电阻标称值 （4）2 12 124:3:2 CC BB R V V V R R R R ==+∴= 取R 2为R i 下限值的3倍可满足输入电阻的要求，即R 2=22.5k ， R 1=33.75k ; 1121 10=0.1,60,40cc B B V V IR I mA R K R K IR -== =Ω=Ω由 综上:取标称值R1=51k ,R2=33k （5） 25T T e E C V V r I I =≈=Ω （6）从输入电阻角度考虑: ， 取(获得4V 足够大的正负信号摆幅)得: 从电压增益的角度考虑: >15V/V,取得 : ; 为 (二).电路频率特性 （1） 电容与低频截止频率 取 ;
复习题 一、填空： 1.为使BJT发射区发射电子，集电区收集电子，必须具备的条件是（发射极正偏，集电极 反偏）。 2.N型半导体是在纯硅或锗中加入（磷（+5））元素物质后形成的杂质半导体。 3.差分放大电路对（差模）信号有放大作用，对（共模）信号起到抑制作用。 4.在电容滤波和电感滤波中，（电感）滤波适用于大电流负载，（电容）滤波的直流输出电压高。 5．集成运放主要包括输入级、( 中间级)、( 输出级)和 ( 偏置)电路。其中输入级一般采用( 差分放大)电路。 6.为稳定放大器的静态工作点，应在放大电路中引入（直流负）反馈，为稳定放大器 的输出电压应引入（电压负）反馈。 7．甲类功放电路相比，乙类互补对称功率放大电路的优点是（效率高，管耗小），其最高效率可达到（ 78.5% ），但容易产生（交越）失真。 8．集成运算放大器是一种采用（直接）耦合方式的多级放大电路，它的输入级常采用差分电路形式，其作用主要是为了克服（零漂、温漂）。 9．若放大器输入信号电压为1mV,输出电压为1V，加入负反馈后，为达到同样输出需要的输入信号为10mV，该电路的反馈深度为（ 10 ）。 10．产生1Hz～1MHz范围内的低频信号一般采用（ RC ）振荡器，而产生1MHz以上的高频信号一般采用（ LC ）振荡器。 11．半导体二极管具有（单向导电）作用，稳压二极管用作稳压元件时工作在（反向击穿）状态。 12．晶体三极管是一种（电流控制电流）控制型器件，当工作在饱和区时应使其发射结（正偏）集电结（反偏），而场效应管是一种( 电压控制电流 ) 控制型器件。 13．集成电路运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻、（低）输出电阻的（直接）耦合方式的多级放大电路。 14．差分放大电路有四种输入－输出方式，其差模电压增益大小与输（出）有关而与输（入）方式无关。 15．在放大电路中引入（直流负）反馈可以稳定放大电路的静态工作点，。
实验七多级交流放大器的设计 一．实验目的 1．学习多级交流放大器的设计方法。 2．掌握多级交流放大器的安装、调试与测量方法 二．预习要求 1．根据教材中介绍的方法，设计一个满足指标要求的多级交流放大器，计算出多级交流放大器中各元件的参数，画出标有元件值的电路图。 2．预习多级交流放大器的调试与测量方法，制定出实验方案，选择实验用的仪器设备。 三．实验原理 当需要放大低频范围内的交流信号时，可用集成运算放大器组成具有深度负反馈的交流放大器。由于交流放大器的级与级之间可以采用电容耦合方式，所以不用考虑运算放大器的失调参数和漂移的影响。因此，用运算放大器设计的交流放大器具有组装简单、调试方便、工作稳定等优点。 如果需要组成具有较宽频带的交流放大器，应选择宽带集成放大器，并使其处于深度负反馈。若要得到较高增益的宽带交流放大器，可用两个或两个以上的单级交流放大器级联组成。 在设计小信号多级宽带交流放大器时，输入到前级运算放大器的信号幅值较小，为了减小动态误差，应选择宽带运算放大器，并使它处于深度负反馈。由于运放的增益带宽积是一个常数，因此，加大负反馈深度，可以降低电压放大倍数，从而达到扩展频带宽度的目的。由于输入到后级运放的信号幅度较大，因此，后级运放在大信号的条件下工作，这时，影响误差的主要因素是运放的转换速率，运放的转换速率越大，误差越小。 四．设计方法与设计举例 1．设计方法与步骤： 169
170 （1）确定放大器的级数n 根据多级放大器的电压放大倍数A u Σ和所选用的每级放大器的放大倍数A ui ，确定多级 放大器的级数n 。 （2）选择电路形式 （3）选择集成运算放大器 先初步选择一种类型的运放，然后根据所选运放的单位增益带宽BW ，计算出每级放大 器的带宽。 ui Hi A BW f = （1） 并按（2）式算出。 121 ' -=n Hi Hi f f （2） 多级放大器的总带宽H f 必须满足： 'Hi H f f ≤ （3） 若'Hi H f f >，就不能满足技术指标提出的带宽要求，此时可再选择增益带宽积更高的 运放。一直到多级放大器的总带宽H f 满足（3）式为止。 当所选择的运放满足带宽要求后，对末级放大器所选用的运放，其转换速率R S 必须满足： om R U f S ?≥max 2π （4） 否则会使输出波形严重失真。 （4）选择供电方式 在交流放大器中的运放可以采用单电源供电或正负双电源供电方式。单电源供电与正 负双电源供电的区别是：单电源供电的电位参考点为负电源端（此时负电源端接地）。而正负双电源供电的参考电位是总电源的中间值（当正负电源的电压值相等时，参考电位为零）。 （5）计算各电阻值 根据交流放大器的输入电阻和对第一级电压放大倍数的要求，先确定出第一级的输入 电阻和负反馈支路的电阻，然后再根据第二级电压放大倍数的要求，确定出第二级的输入电阻和负反馈支路的电阻。按此顺序，逐渐地把每级的电阻值确定下来。 （6）计算耦合电容 当信号源的内阻和运放的输出电阻被忽略时，信号源与输入级之间、级与级之间的耦 合电容可按下式计算。 i L R f C π2)10~1(= （5） 上式中，i R 是耦合电容C 所在级的输入电阻。类似地输出电容可按下式计算。 L L R f C π2)10~1(= （6） 2．设计举例
第2章自测题、习题解答 自测题2 一、在括号内用“”或“×”表明下列说法是否正确。 （1）只有电路既放大电流又放大电压，才称其有放大作用；（） （2）可以说任何放大电路都有功率放大作用；（） （3）放大电路中输出的电流和电压都是由有源元件提供的；（） （4）电路中各电量的交流成份是交流信号源提供的；（） （5）放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作；（） （6）由于放大的对象是变化量，所以当输入信号为直流信号时，任何放大电路的输出都毫无变化；（） （7）只要是共射放大电路，输出电压的底部失真都是饱和失真。（） 解：（1）×（2）√（3）×（4）×（5）√（6）×（7）× 二、试分析图所示各电路是否能够放大正弦交流信号，简述理由。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。 图T2－2 解： （a）不能。因为输入信号被直流电源U B B短路。 （b）可能。 （c）不能。因为输入信号作用于基极与地之间，不能驮载（叠加）在静态电压之上，必然失真。 （d）不能。晶体管将因发射结电压过大而损坏。 （e）不能。因为输入信号被C2短路。 （f）不能。因为输出信号被U C C短路，恒为零。 （g）可能。 （h）可能。
（i ）不能。因为T 截止。 三、在图T2－3所示电路中， 已知U CC ＝12V ，晶体管的＝100，' b R ＝100k Ω。填空：要求先填文字表达式后填得数。 （1）当i U ＝0V 时，测得U BEQ ＝，若要基极电流I BQ ＝20μA ， 则' b R 和R W 之和R b ＝ ≈ k Ω；而若测得U CEQ ＝6V ，则R c ＝ ≈ k Ω。 （2）若测得输入电压有效值i U =5mV 时，输出电压 有效值o U ＝， 则电压放大倍数u A ＝ ≈ 。 (3) 若负载电阻R L 值与R C 相等 ，则带上负载后输出电压有效值 o U ＝ ＝ V 。 解：（1）3 )( 565 )(BQ CEQ CC BQ BEQ CC ，；， I U U I U U 。 （ 2 ） ' L o i o C L 120 (3) 0.3R U U U R R －；＋ 图T2－3 四、已知图T2－3所示电路中U CC ＝12V ，R C ＝3k Ω，静态管压降U CEQ ＝6V ；并在输出端加负载电阻R L ，其阻值为3k Ω。选择一个合适的答案填入空内。 （1）该电路的最大不失真输出电压有效值U om ≈ ； （2）当i U ＝1mV 时，若在不失真的条件下，减小R W ，则输出电压的幅值将 ； A.减小 B.不变 C.增大 （3）在i U ＝1mV 时，将R w 调到输出电压最大且刚好不失真，若此时增大输入电压，则输出电压波形将 ； A.顶部失真 B.底部失真 C.为正弦波 （4）若发现电路出现饱和失真，则为消除失真，可将 。 减小 减小 减小 解：（1）A （2）C （3）B （4）B
2.5 多级负反馈放大器的研究 一. 实验目的 （1）掌握用仿软件研究多级负反馈放大电路。 （2）学习集成运算放大器的应用，掌握多级集成运放电路的工作特点。 （3）研究负反馈对放大器性能的影响，掌握负反馈放大器性能指标的测试方法。1）测试开环和闭环的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、反馈网络的电压反馈系数和通频带。 2）比较电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、反馈网络的电压反馈系数和通频带。 3）观察负反馈对非线性失真的改善。 二．实验原理 1.实验基本原理及电路 （1）基本概念。在电子电路中，将输出量（输出电压或输出电流）的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输出回路，用来影响其输出量（放大电路的输入电压或输入电流）的措施成为反馈。 若反馈的结果使净输入量减小，则称之为负反馈；反之，称之为正反馈。若反馈存在于直流通路，则称为直流反馈；若反馈存在于交流通路，则称为交流反馈。 交流负反馈有四种组态：电压串联负反馈，电压并联负反馈，电流串联负反馈，电流并联负反馈。若反馈量取自输出电压，则称之为电压反馈；以电流形式相叠加，称为并联反馈。 在分析反馈放大电路市，“有无反馈”决定于输出回路和输入回路是否存在反馈支路。“直流反馈或交流反馈”决定于反馈支路存在于直流通路还是交流通路：“正负反馈”的判断可采用瞬时极性法，反馈的结果使净输入量减小的为负反馈，使净输入量增大的为正反馈；“电压反馈或电流反馈”的判断可以看反馈支路与输出支路是否有直接接点，如果反馈支路与输出支路有直接接点则为电压反馈，否则为电流反馈；“串联反馈或并联反馈”的判断可以看反馈支路与输入支路是否有直接直接接点，如果反馈支路与输入支路有直接接点则为并联反馈，
差分放大器AD813x常见问题解答 问题：如何计算差分放大器电路的增益，如何分析差分放大器电路？ 答案：如图所示，差分放大电路分析的基本原则与普通运算放大器中虚断虚短原则相同，同 时还具有其特有的分析原则： 差分放大器电路分析图 1．同向反向输入端的电流为零，即虚断原则。 2．同向反相输入端的电压相同，即虚短原则。 3．输出的差分信号幅度相同，相位相差180度，以Vocm共模电压为中心对称。 4．依照上述三个原则，差分信号的增益为Gain＝R F/R G。 问题：为什么电路的输出不正确？ 答案：对于差分放大器的应用来讲，要得到正确的输出，必须要注意以下几点： 1．输出信号的摆幅必须在数据手册指定的范围内。以AD8137为例，在单电源5V的情况下，V out-与V out+都必须在450mV～4.55V之内（见下表） 2．输入端信号的范围必须在数据手册指定的范围之内。以AD8137为例，在单电源5V的情况下，+IN与-IN的电压必须在1～4V之内。（见下表） 数据手册单电源5V供电的芯片指标
在你的电路中，一定要先进行分析计算，检查输出端电压和输入端共模信号的范围是否在数据手册指定范围之内（请注意电源电压的条件）。对于单电源供电的情况，更容易出现问题。 下面我们以AD8137举例说明怎样判断电路是否能够正常工作？ AD8137双电源供电放大电路 如图，这是AD8137在+/-5V电源供电情况下的一个放大电路。输入是一个8Vpp的信号。按照虚短、虚断的原则，根据2.1的分析，差分信号增益是1，即，差分输出每一端的摆幅都是+/-2V，但相位相差180度。由于Vocm加入了2.5V的共模电压，因此得到Voutp和Voutn的电压为2.5V+/-2.0 V和2.5V-/+2.0V，即0.5V～4.5V的范围内。这个信号范围符合数据手册+/-5V电源供电情况下的指标（－4.55V~+4.55V）。
1前言1 2二级运算放大器电路 1 2.1电路结构 1 2.2设计指标 2 3 Cadence仿真软件 3 3.1 schematic原理图绘制 3 3.2 生成测试电路 3 3.3 电路的仿真与分析 4 3.1.1直流仿真 4 3.1.2交流仿真 4 3.4 版图绘制 5 3.4.1差分对版图设计 6 3.4.2电流源版图设计 7 3.4.3负载MOS管版图设计 7 3.5 DRC & LVS版图验证 8 3.5.1 DRC验证 8 3.5.2 LVS验证 8 4结论 9 5参考文献 9
本文利用cadence软件简述了二级运算放大器的电路仿真和版图设计。以传统的二级运算放大器为例，在ADE电路仿真中实现0.16umCMOS工艺，输入直流电源为5v，直流电流源范围27~50uA,根据电路知识，设置各个MOS管合适的宽长比，调节弥勒电容的大小，进入stectre仿真使运放增益达到40db，截止带宽达到80MHz和相位裕度至少为60。。版图设计要求DRC验证0错误，LVS验证使电路图与提取的版图相匹配，观看输出报告，要求验证比对结果一一对应。 关键词：cadence仿真，设计指标，版图验证。 Abstract In this paper, the circuit simulation and layout design of two stage operational amplifier are briefly described by using cadence software. In the traditional two stage operational amplifier as an example, the realization of 0.16umCMOS technology in ADE circuit simulation, the input DC power supply 5V DC current source 27~50uA, according to the circuit knowledge, set up each MOS tube suitable ratio of width and length, the size of the capacitor into the regulation of Maitreya, the simulation of stectre amplifier gain reaches 40dB, the cut-off bandwidth reaches 80MHz and the phase margin of at least 60.. The layout design requires DRC to verify 0 errors, and LVS validation makes the circuit map matching the extracted layout, viewing the output report, and requiring verification to verify the comparison results one by one. Key words: cadence simulation, design index, layout verification.
习 题 2.1基本要求 1.熟练掌握三种组态的BJT 基本放大电路的构成、工作原理；熟练估算其直流工作点、交流指标。 2.熟悉三种组态的BJT 基本放大电路的性能差异。 3.熟练掌握BJT 放大电路的模型分析法：会根据BJT 的直流模型作静态分析；根据交流小信号模型作动态分析。 4.熟悉图解法。 5.了解射极偏置电路稳定工作点的原理、作电流源的原理以及电流源的应用 2-1 在共射基本放大电路中，适当增大R C ，电压放大倍数和输出电阻将有何变化。 A ．放大倍数变大，输出电阻变大； B ．放大倍数变大，输出电阻不变 C ．放大倍数变小，输出电阻变大； D ．放大倍数变小，输出电阻变小 解：共射放大电路C be //(L u R R A r β =-，o C r R = 所以选择a 2-2 电路如图2-35所示，已知V CC =12 V ，R C =2 k Ω，晶体管的β=60，U BE =0.3 V , I CEO =0.1 mA ,要求： (1) 如果欲将I C 调到1.5 mA,试计算R B 应取多大值？(2) 如果欲将U CE 调到3 V ，试问R B 应取多大 值？ 图2-35 题2-2图 解：1）C B 1.5I βI mA == B 0(12)0.3 1.5/600.025B I mA R ---=== 所以B 468R k =Ω 2）C 3 123 4.5210I mA -= =?，B 0(12)0.34.5/600.075B I mA R ---===所以B 156R k =Ω 2-3 电路图2-36所示，已知晶体管的β=60，r be k =1Ω，BE U =0.7 V ，试求：(1)静态工作点 I B ，I C ，U CE ；(2) 电压放大倍数；(3) 若输入电压 mV sin 210i t u ω=，则输出电压U o 的有效值为多少?
电子技术实验报告 实验名称：单级放大电路 系别： 班号: 实验者姓名: 学号: 实验日期： 实验报告完成日期: ?
目录 一、实验目的 (3) 二、实验仪器 (3) 三、实验原理 (3) （一）单级低频放大器的模型和性能 (3) （二）放大器参数及其测量方法 (5) 四、实验内容 (7) 1、搭接实验电路 (7) 2、静态工作点的测量和调试 (8) 3、基本放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测量 (9) 4、放大器上限、下限频率的测量 (10) 5、电流串联负反馈放大器参数测量 (11) 五、思考题 (11) 六、实验总结 (11)
一、实验目的 １.学会在面包板上搭接电路的方法; 2．学习放大电路的调试方法； 3.掌握放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输出电阻和通频带测量方法; 4．研究负反馈对放大器性能的影响;了解射级输出器的基本性能； ５.了解静态工作点对输出波形的影响和负载对放大电路倍数的影响。 二、实验仪器 1.示波器1台 ２.函数信号发生器1台 3. 直流稳压电源1台 ４.数字万用表１台 5.多功能电路实验箱１台 6.交流毫伏表１台 三、实验原理 （一) 单级低频放大器的模型和性能 １. 单级低频放大器的模型 单级低频放大器能将频率从几十Ｈz~几百ｋHz的低频信号进行不失真地放大，是放大器中最基本的放大器，单级低频放大器根据性能不同科分为基本放
大器和负反馈放大器。 从放大器的输出端取出信号电压（或电流)经过反馈网络得到反馈信号电压（或电流）送回放大器的输入端称为反馈。若反馈信号的极性与原输入信号的极性相反，则为负反馈。 根据输出端的取样信号(电压或电流)与送回输入端的连接方式(串联或并联)的不同，一般可分为四种反馈类型——电压串联反馈、电流串联反馈、电压并联反馈和电流并联反馈。负反馈是改变房卡器及其他电子系统特性的一种重要手段。负反馈使放大器的净输入信号减小，因此放大器的增益下降；同时改善了放大器的其他性能：提高了增益稳定性,展宽了通频带,减小了非线性失真，以及改变了放大器的输入阻抗和输出阻抗。负反馈对输入阻抗和输出阻抗的影响跟反馈类型有关。由于串联负反馈实在基本放大器的输入回路中串接了一个反馈电压,因而提高了输入阻抗,而并联负反馈是在输入回路上并联了一个反馈电流，从而降低了输入阻抗。凡是电压负反馈都有保持输出电压稳定的趋势,与此恒压相关的是输出阻抗减小;凡是电流负反馈都有保持输出电流稳定的趋势,与此恒流相关的是输出阻抗增大。 2.单级电流串联负反馈放大器与基本放大器的性能比较 电路图2是分压式偏置的共射级基本放大电路,它未引入交流负反馈。 电路图3是在图2的基础上，去掉射极旁路电容C e，这样就引入了电流串联负反馈。
一、填空题 1．射极输出器的主要特点是电压放大倍数小于而接近于1， 输入电阻高 、 输出电阻低 。 2．三极管的偏置情况为 发射结正向偏置，集电结反向偏置 时，三极管处于饱和状态。 3．射极输出器可以用作多级放大器的输入级，是因为射极输出器的 输入电阻高 。 4．射极输出器可以用作多级放大器的输出级，是因为射极输出器的 输出电阻低 。 5．常用的静态工作点稳定的电路为 分压式偏置放大 电路。 6．为使电压放大电路中的三极管能正常工作，必须选择合适的 静态工作点 。 7．三极管放大电路静态分析就是要计算静态工作点，即计算 I B 、 I C 、 U CE 三个值。 8．共集放大电路（射极输出器）的 集电极 极是输入、输出回路公共端。 9．共集放大电路（射极输出器）是因为信号从 发射极 极输出而得名。（） 10．射极输出器又称为电压跟随器，是因为其电压放大倍数 电压放大倍数接近于1 。 11．画放大电路的直流通路时，电路中的电容应 断开 。 12．画放大电路的交流通路时，电路中的电容应 短路 。 13．若静态工作点选得过高，容易产生 饱和 失真。 14．若静态工作点选得过低，容易产生 截止 失真。 15．放大电路有交流信号时的状态称为 动态 。 16．当 输入信号为零 时，放大电路的工作状态称为静态。 17．当 输入信号不为零 时，放大电路的工作状态称为动态。 18．放大电路的静态分析方法有 估算法 、 图解法 。 19．放大电路的动态分析方法有 微变等效电路法 、 图解法 。 20．放大电路输出信号的能量来自 直流电源 。 二、选择题 1、在图示电路中，已知U C C ＝12V ，晶体管的β＝100，' b R ＝100k Ω。当i U ＝0V 时， 测得U B E ＝0.7V ，若要基极电流I B ＝20μA ，则R W 为 k Ω。A A. 465 B. 565 C.400 D.300 2.在图示电路中，已知U C C ＝12V ，晶体管的β＝100，若测得I B ＝20μA ，U C E ＝6V ，则R c ＝ k Ω。A A.3 B.4 C.6 D.300
东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称：模拟电子电路基础 第三次实验 实验名称：三极管放大电路设计 院（系）：专业： 姓名：学号： 实验室: 105 实验组别： 同组人员：实验时间：2015年05月04日评定成绩：审阅教师：
实验三三极管放大电路设计 一、实验目的 1.掌握单级放大电路的设计、工程估算、安装和调试； 2.了解三极管、场效应管各项基本器件参数、工作点、偏置电路、输入阻抗、输出阻抗、 增益、幅频特性等的基本概念以及测量方法； 3.了解负反馈对放大电路特性的影响。 4.掌握多级放大电路的设计、工程估算、安装和调试； 5.掌握基本的模拟电路的故障检查和排除方法，深化示波器、稳压电源、交流毫伏表、 函数发生器的使用技能训练。 二、预习思考： 1.器件资料： 上网查询本实验所用的三极管9013的数据手册，画出三极管封装示意图，标出每个管脚的名称，将相关参数值填入下表： 注：额——表示Absolute maximum ratings，最大额定值。 2.偏置电路： 图3-3中偏置电路的名称是什么？简单解释是如何自动调节晶体管的电流I C以实现稳定直流工作点的作用的，如果R1、R2取得过大能否再起到稳定直流工作点的作用，为什么？ 答： ①图3-1偏置电路名称：分压式偏置电路。 ②自动调节晶体管电流Ic以实现稳定直流工作点的作用的原理： 当温度升高，会引起静态电流ICQ(≈IEQ)的增加，此时发射极直流电位UEQ=IEQ*RE 也会增加，而由于基极电位UBQ基本固定不变，因此外加在BJT发射结上的电压UBEQ=UBQ-UEQ将减小，迫使IEQ减小，进而抑制了ICQ的增加，使ICQ基本维持不变，达到自动稳定静态工作点的目的。同理，当温度降低时，ICQ减小，UEQ同时减小，而UBEQ则上升促使IEQ增大，抑制了ICQ 的减小，进而保证了Q点的稳定。 ③若R1、R2取得过大，则不能再起到稳定工作点的作用。这是因为在此情况下， 流入基极的电流不可再忽略，UB不稳定导致直流工作点不稳定。
练习七 学院 班级 姓名 学 号 1．图示电路中，稳压管用来为三极管提供稳定的基极偏置电压。已知稳压管的稳定电压U Z =，I ZM =50mA ，R B =220k Ω，R E =2k Ω， R C =1k Ω，U CC =12V ，三极管为硅管（U BE =），试求三极管的集电 极电流和所消耗的功率。若欲使给定的工作电流I C =1mA ，则 R E 应选择多大 解：227 .07.4=-=-= ≈k R U U I I E BE Z C E mA ； 6)21(212)(=+?-=+-=E C C CC CE R R I U U V 1262=?==CE C C U I P mW 41 7 .07.4=-≈ E R k Ω 2．分压偏置共射放大电路如图所示，已知R B1=30k Ω，R B2=10k Ω， U CC =12V ，β=80，R E1=Ω，R E2=2k Ω，R L = k Ω，R C = k Ω，R S = k Ω， 设U BE =。 ⑴确定静态工作点。 ⑵计算输入电阻r i 和输出电阻r o 。 ⑶若U o =400mV ，求信号源电压为多大 o
⑷当R E1=0时，信号源电压保持不变，求此时的输出电压。 解：⑴31210 3010 212=?+=+= CC B B B B U R R R V V ； 1.12 1.07 .0321=+-=+-= ≈E E BE B E C R R U V I I mA ；75.1380/1.1/===βC B I I μA ； 08.4)21.01.5(1.112)(=++?-=+-=E C C CC CE R R I U U V ⑵微变等效电路如图。 1.220901 .1268020026200≈Ω=?+=+=C be I r β k Ω 34.4]1.0811.2//[10//30])1(//[//121=?+=++=E be B B i R r R R r βk Ω； 1.5==C o R r k Ω ⑶因为： 6.171 .0811.21 .5//1.58034.46.034.4)1(//1 =?+?-?+= ++-+== E be C L S i i s o US R r R R R R R e u A ββ 所以：7.226 .17400 == s e mV ⑷当R E1=0时，7.22=s e mV ，求此时的输出电压 此时，15.127.032=-=-=≈E BE B E C R U V I I mA 0.2200815 .126 8020026200≈Ω=?+=+=C be I r βk Ω 2////21=≈=be be B B i r r R R r k Ω； 17817.222 1.5//1.58034.46.034.4//=??-?+=-+= =s be C L S i i s US o e r R R R R R e A u βmV ＝
【最新整理，下载后即可编辑】 单级共射放大电路实验报告 1.熟悉常用电子仪器的使用方法。 2.掌握放大器静态工作点的调试方法及对放大 器电路性能的影响。 3.掌握放大器动态性能参数的测试方法。 4.进一步掌握单级放大电路的工作原理。 二、实验仪器 1.示波器 2.信号发生器 3.数字万用表 4.交流毫伏表 5.直流稳压源 三、预习要求 1.复习基本共发射极放大电路的工作原理，并进 一步熟悉示波器的正确使用方法。 2.根据实验电路图和元器件参数，估算电路的静 态工作点及电路的电压放大倍数。 3.估算电路的最大不失真输出电压幅值。 4.根据实验内容设计实验数据记录表格。 四、实验原理及测量方法 实验测试电路如下图所示：
1.电路参数变化对静态工作点的影响： 放大器的基本任务是不失真地放大信号，实现输入变化量对输出变化量的控制作用，要使放大器正常工作，除要保证放大电路正常工作的电压外，还要有合适的静态工作点。放大器的静态工作点是指放大器输入端短路时，流过电路直流电流IBQ、ICQ及管子C、E极之间的直流电压UCEQ和B、E 极的直流电压UBEQ。图5-2-1中的射极电阻BE1、RE2是用来稳定放大器的静态工作点。其工作原理如下。 ○1用RB和RB2的分压作用固定基极电压UB。 由图5-2-1可各，当RB、RB2选择适当，满足I2远大于IB时，则有
UB=RB2·VCC/（RB+RB2）式中，RB、RB2和VCC都是固定不随温度变化的，所以基极电位基本上是一定值。 ○2通过IE的负反馈作用，限制IC的改变，使工作点保持稳定。具体稳定过程如下： T↑→IC↑→IE↑→UE↑→UBE ↓→IB↓→IC↓ 2.静态工作点的理论计算： 图5-2-1电路的静态工作点可由以下几个关系式确定 UB=RB2·VCC/（RB+RB2） IC≈IE=（UB-UBE）/RE UCE=VCC-IC（RC+RE） 由以上式子可知，，当管子确定后，改变V CC、RB、RB2、RC、（或RE）中任一参数值，都会导致静态工作点的变化。当电路参数确定后，静态工作点主要通过RP调整。工作点偏高，输出信号易产生饱和失真；工作点偏低，输出波形易产生截止失真。但当输入信号过大时，管子将工作在非线性区，输出波形会产生双向失真。当输出波形不很大时，静态工作点的设置应偏低，以减小电路的表态损耗。3.静态工作点的测量与调整： 调整放大电路的静态工作点有两种方法(1)将放大电路的输入端电路（即Ui=0），让其工作在直流状态，用直流电压表测量三极管C、E间的电压，调整电位器RP使UCE稍小于电源电压的1/2（本实
第二章 题3.2.1 某集成运放的一个偏置电路如图题3.2.1所示，设T 1、T 2管的参数完全相同。问： (1) T 1、T 2和R 组成什么电路？ (2) I C2与I REF 有什么关系？写出I C2的表达式。 图题3.2.1 解：(1) T 1、T 2和R 2组成基本镜像电流源电路 (2) REF BE CC REF C R V V I I -==2 题3.2.2 在图题3.2.2所示的差分放大电路中，已知晶体管的β =80，r be =2 k Ω。 (1) 求输入电阻R i 和输出电阻R o ； (2) 求差模电压放大倍数vd A 。 图题3.2.2 解：(1) R i =2(r be +R e )=2×(2+0.05)=4.1 k Ω R o =2R c =10 k Ω (2) 6605 .0812580)1(-=?+?-=β++β-=e be c vd R r R A 题3.2.3 在图题3.2.3所示的差动放大电路中，设T 1、T 2管特性对称，β1=β2=100，V BE =0.7V ，且r bb ′=200Ω，其余参数如图中所示。 (1) 计算T 1、T 2管的静态电流I CQ 和静态电压V CEQ ，若将R c1短路，其它参数不变，则
T 1、T 2管的静态电流和电压如何变化？ (2) 计算差模输入电阻R id 。当从单端（c 2）输出时的差模电压放大倍数2 d A =?； (3) 当两输入端加入共模信号时，求共模电压放大倍数2 c A 和共模抑制比K CMR ； (4) 当v I1=105 mV ，v I2=95 mV 时，问v C2相对于静态值变化了多少？e 点电位v E 变化了多少？ 解：(1) 求静态工作点： mA 56.010 2101/107122)1/(1=?+-=+β+-=e b BE EE CQ R R V V I V 7.07.010100 56.01-≈-?-=--=BE b BQ E V R I V V 1.77.01056.012=+?-=--=E c CQ CC CEQ V R I V V 若将R c1短路，则 mA 56.021==Q C Q C I I （不变） V 7.127.0121=+=-=E CC Q CE V V V V 1.77.01056.0122=+?-=--=E c CQ CC Q CE V R I V V （不变） (2) 计算差模输入电阻和差模电压放大倍数： Ω=?+=β++=k 9.456 .026101200)1('EQ T bb be I V r r Ω=+?=+=k 8.29)9.410(2)(2be b id r R R 5.338 .2910100)(22=?=+β=be b c d r R R A (3) 求共模电压放大倍数和共模抑制比： 5.020 1019.410101002)1(2-=?++?-=β++β-=e be b c c R r R R A 675.05.332 2===c d CMR A A K （即36.5dB ） (4) 当v I1=105 mV ，v I2=95 mV 时， mV 109510521=-=-=I I Id v v v mV 1002 95105221=+=+=I I Ic v v v mV 285100)5.0(105.33222=?-+?=?+?=?Ic c I d d O v A v A v 所以，V O2相对于静态值增加了285 mV 。 由于E 点在差模等效电路中交流接地，在共模等效电路中V E 随共模输入电压的变化
电工电子技术课程设计报告 题目：多级放大电路的设计 二级学院机械工程学院 年级专业 14 动力本 学号 1401250029 学生姓名周俊 指导教师张云莉 教师职称讲师 报告时间：2015.12.28
目录 第一章．基本要求和放电电路的性能指标 (1) 第二章．概述和任务分析 (5) 第三章．电路原理图和电路参数 (6) 第四章．主要的计算过程 (9) 第五章．电路调试运算结果 (11) 第六章．总结 (12) 制作调试步骤及结果 (12) 收获和体会 (13) 第七章．误差和分析 (14) 第八章．参考文献 (15)
第一章．基本要求和放电电路的性能指标 1. 基本要求： 用给定的三极管2SC1815(NPN)，2SA1015(PNP)设计多级放大器，已知V CC =+12V, -V EE =-12V ，要求设计差分放大器恒流源的射极电流I EQ3=1~1.5mA ，第二 级放大射极电流I EQ4=2~3mA ；差分放大器的单端输入单端输出不是真电压增益至 少大于10倍，主放大器的不失真电压增益不小于100倍；双端输入电阻大于10k Ω，输出电阻小于10Ω，并保证输入级和输出级的直流点位为零。设计并仿真实现。 2. 放电电路的性能指标： 第一种是对应于一个幅值已定、频率已定的信号输入时的性能，这是放大电路的基本性能。第二种是对于幅值不变而频率改变的信号输出时的性能。第三种是对应于频率不变而幅值改变的信号输入时的性能。 1.1第一种类型的指标： 1.放大倍数 放大倍数是衡量放大电路放大能力的指标。它定义为输出变化量的幅值与输入变化量的幅值之比，有时也称为增益。虽然放大电路能实现功率的放大，然而在很多场合，人们常常只关心某一单项指标的放大的倍数，比如电压或者电流的放大倍数。由于输出和输入信号都有电压和电流量，所以存在以下四中比值： （1-1） 1.