南邮单级放大电路.

单级放大电路设计模电实验(DOC)东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：电子电路基础第三次实验实验名称：单级电压放大电路设计院：吴健雄专业：电类姓名：学号：实验室:实验组别：同组人员：实验时间：2011 年 5 月5 日评定成绩：审阅教师：实验三单级电压放大电路设计一、基本信息实验时数：时间要求：教材：实验检查：6学时第10～11周完成，第11周内交实验报告《电子线路实践》Page 1～6 带班教师检查二、学习目标：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。

三、设计提示：图3-1 射级偏置电路1、对于图3-1中的偏置电路，只有R2支路中的电流I1>>IBQ时，才能保证UBQ恒定实现自动稳定工作点的作用，所以工程中一般取：I1?(5~10)IBQ 。

I1?(10~20)IBQ2、为了提高电路的稳定性，一般要求UBQ>>UBE，工程中一般取UBQ=(5~10)UBE，即UBQ=(3～5)V，UBQ=(1～3)V。

3、电路的静态工作点电流ICQ?UBQ?UBERE，于是小信号放大，所以ICQ一般取~2mA。

4、ICQ确定后通过以下公式可计算R1和R2的值：R2?UBQI1?UBQ?5~10?IBQ?5~10?ICQ’? ?RL???UBQ，R1?VCC?UBQI1??VCC?UBQ?R2UBQ。

5、交流电压放大倍数Au??rbe’’??RL??RL。

????26mVrb??1?? ?re300??1???ICQ6、交流输入阻抗Ri?rbe//R1//R2?rbe?rb?(1??)re?300?(1??)7、交流输出阻抗RO?ro//RC?RC。

单级晶体管小信号放大器一、 实验目的1． 掌握单级放大器的 一种设计方法2． 掌握晶体管放大器静态工作点的放置与调整方法。

3． 掌握放大器性能的测量和调整方法。

二、 实验原理1． 电路工作原理晶体管放大器中，广泛应用工作点稳定的阻容耦合共射极放大器，如图3-2-1所示+-U 0U+-图3-2-1○1静态工作点Q 主要由R B1、R B2、R E 、R C 及电源电压+V CC 所决定。

该电路利用电阻R B1、R B2的分压固定基极电位V BQ 。

如果满足条件I 1>>I BQ ，当温度升高时，I CQ ↑→V EQ ↑→V BE ↓→I BQ ↓→I CQ ↓，结果抑制了I CQ 的变化，从而获得稳定的静态工作点。

只有当I 1>>I BQ 时，才能保证V BQ 恒定。

这是工作点稳定的必要条件，一般取 ⎩⎨⎧==BQ BQ I I I I )20~10()10~5(11锗管硅管)( ⎩⎨⎧)()3~1()()5~3(锗管硅管V V V V BQ BQ ==○2此放大器是交流放大器中最常用的一种基本单元电路。

交流信号经耦合电容C 1加到基极，引起基极电流作相应的变化，从而控制集电极电流作更大的变化。

它将在RC 上产生交流电压，通过电容C 2馈送到负载电阻R L 上。

这个输出电压V O 比输入电压V I 放大了A V 倍。

为了使放大器正常放大，一定要设置合适的静态工作点Q 。

Q 点应选择在三极管特性曲线的放大区的中间。

对于小信号放大器。

一般取I CQ =0.5~2mA ，电路的静态工作点由下列关系式确定CQ EQ CQBEBQ E I V I V V R ≈-≈ β==CQ BQ 1BQ2B I )10~5(V I V R1BQCC 1B I V V R -≈)R R (I V V E C CQ CC CEQ +-=阻容耦合放大器由于有耦合电容C 1、C 2及旁路电容C E 的存在，将使放大器增益A V 随信号频率下降而下降，幅频特性曲线如图3-2-2所示。

EDA（二）模拟部分电子线路仿真实验报告实验名称：单级放大电路姓名：学号：班级：通信时间：2013.4南京理工大学紫金学院电光系一．实验目的1.三极管输入输出特性曲线分析；2.掌握放大电路静态工作点的测试方法；3.掌握放大电路动态参数的测试方法；4.静态工作点对动态参数的影响以及失真分析二、实验原理分析静态工作点一般采用估算法求解，其步骤为：（1）画出电路的直流通路（2）选择回路计算基极电位V B（3）选择合适的回路计算I E、I B、U CE利用软件有两种方法求得电路的静态工作点，一种用万用表测量，另一种利用DC Operating Point仿真手段来得到。

放大电路的动态分析主要分析电路三个参量Au、Ri、Ro，首先应画出微变等效电路图。

三．实验内容2.11.电路图2、静态分析理论分析：步骤1.画出电路的直流通路2.选择回路计算基极电位V B3.选择合适的回路计算IE ,IB,UCE所用分压偏置电路直流通路如图所示：基极电流IB 很小，故IB<<I2R,因此I1R= I2R,选择回路（1）可得V B ≈R2∕（R1+ R2+Rw）*VCC=4V选择回路（2）可得I E≈(V B-U BE)／R E=(R2*V CC)/[ (R1+R2+R W)*R E]-U BE/R E=1.625mA由放大特性方程得：IB =IC/β=19μA选择回路（3）可得，UCE ≈ VCC- IC(RC+RE)=5.5V实验验证：(1)万用表测量法（2）DC Operating Point 分析3、动态分析1）电压放大倍数u o =-βi b R 11//R 4 u i = i b r be电压放大倍数为==iou u u A -β（R 11//R 4）∕r be =-59输入电阻为: R i = r be // R B1// (R 1+R W )=1.3 k Ω 输出电阻为： R o = R 4=2k Ω 实验验证：(1)电路的电压放大倍数：==iou u u A 86.593/2.109=-41 (2).输入电阻的测试电路Ri=ui/i i=2.109/0.001281=1.65kΩ(3).测量输出电阻Ro=uo/i i=2.121/0.001076=2.0KΩ4.失真分析观察该输出波形发现，波形的负半周出现失真，对于NPN管说明发生了饱和失真。

单级放大电路的设计与仿真一、实验目的1）掌握放大电路静态工作点的调整与测试方法。

2）掌握放大电路的动态参数的测试方法。

3）观察静态工作点的选择对输出波形及电压放大倍数的影响。

二、实验元件1mV 5KHz 正弦电压源，15mV 5KHz 正弦电压源，12V直流电压源，2N2222A三极管，10uF电容（3个），10KΩ电阻（2个），3.0KΩ电阻，1.5KΩ电阻，5.1KΩ电阻，250KΩ电位器，万用表，示波器等。

三、实验原理三极管工作在放大区时具有电流放大作用，只有给放大电路中的三极管提供合适的静态工作点才能保证三极管工作在放大区。

如果静态工作点不合适，输出波形则会产生非线性失真——饱和失真和截止失真，而不能正常放大。

静态工作点合适时，三极管有电流放大特性，通过适当的外接电路，可实现电压放大。

表征放大电路放大特性的交流参数有电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。

由于电路中有电抗元件电容，另外三极管中的PN结有等效电容存在，因此，对于不同频率的输入交流信号，电路的电压放大倍数不同，电压放大倍数与频率的关系定义为频率特性，频率特性包括：幅频特性——即电压放大倍数的幅度与频率的关系；相频特性——即电压放大倍数的相位与频率的关系。

参数选择：为保证电压放大倍数大于50，R4不能太小，选取3.0KΩ的电阻。

R5为负反馈电阻，太大会减小放大倍数，太小又会使电路不稳定，因此选取1.5KΩ的电阻。

R1,R2的大小影响输入电阻的大小，选取10KΩ的电阻。

另外电容选用10uF。

图1 实验原理图四、输出信号的动态分析为了使得到的饱和、截止失真的波形图更加明显，用15mV的交流电压源代替了原先的1mV的电源。

用示波器观察时，只需将一条导线连在9号节点即可。

图2 三极管放大电路动态分析1、饱和失真情况下的输出信号调节电位器的百分比至0%，观察波形。

a)输出信号波形图图3 饱和失真时的输出信号波形图b) 饱和失真情况下电路的静态工作点值测试此时静态工作点值，其值如下：I B=227.374uA，I C=2.576mA, U CE=69.657mV。

单级共射放大电路
一、画电路图
（一）元器件
一个二极管2N222A、直流电压源V2、交流电压源V1、三个电阻、两个电容及接地线。

各元器件的参数设置参见电路图。

（二）电路图如图2-1所示
图2－1 单级共射放大电路
二、分析电路图
（一）直流工作点分析
选择所有的输出变量到分析变量列表，直流工作点仿真结果如图2-2所示
图2－2 直流工作点仿真结果
（二）瞬态分析
由于信号源的频率为1khz，故将终结时间设置为2ms即可得到两个周期的瞬态波形，将输出变量分别设置为V1和V5，即可得到如图2－3、图2－4所示的输入及输出波形。

输入波形
输出波形
对所有数据进行分析后，启动后处理程序，求放大电路电压增益的幅频响应、相频响应及输入阻抗频率响应。

定义输出波形函数为v5/v1，点击“Draw”按钮即可得到如图2－6所示的电压增益的幅频响应及相频响应
电压增益的幅频响应及相频响应
输入阻抗频率响应
有输入阻抗频率响应图，激活游标，如图2－8所示，可读出当频率为1Khz时的输入电阻为2.8093KOhm.
2.求输出电阻
由图2－9所示电路图可获得如图2－10所示的输出阻抗的频率响应图
（之后的图片是课后完成，故有所不同）
输出阻抗电路图
输出电阻的读取，由图可读出输出阻抗为3.7190KOhm
求上、下限频率
由电压增益的幅频响应及相频响应图，可知电压最大增益为146.5022，可求出当电压增益为103.5770时所对应的两个频率分别为上、下限频率。

由图2－10可读出下限频率为6.3096hz；由图2－11可读出上限频率为19.9526Mhz。

习题1. 试求图题7.1各电路的输出电压与输入电压的关系式。

R 2U iU U i2U i3U i4（a ） （b ）图题7.1解：(a)根据虚断特性 i 434U R R R u +=+，o 211U R R R u +=-根据虚短特性-+=u u ，所以i 43412o )1(U R R R R R U ++= (b)当0i4i3==U U 时，电路转换为反相输入求和电路，输出)(i223i113o12U R RU R R U +-= 当0i2i1==U U 时，电路转换为同相输入求和电路，输出)////////)(//1(i464564i365465213o34U R R R R R U R R R R R R R R U ++++=根据线性叠加原理，总输出为o34o12o U U U +=2. 图题7.2为可调基准电压跟随器，求o U 的变化范围。

_W 6VE =±15V图题7.2解：当可变电位器的滑动触头位于最下端时，+u 达最小，V 69.063.023.03.0(min)=⨯++=+u ，当可变电位器的滑动触头位于最上端时，+u 达最大，V 31.563.023.03.02(max)=⨯+++=+u ，故o U 的变化范围为 5.31V ~V 69.0。

3. 试求图题7.3各电路的输出电压的表达式。

U oΩUoR（a ） （b ）图题7.3解：（a ）-u 由i U 、o U 两部分通过线性叠加而成，当i U 单独作用时，产生的分量为i i 5.01.0//9.9100010001.0//9.91000U U ≈+++，当o U 单独作用时，产生的分量为o o 005.0200010001.0//20009.91.0//2000U U ≈⨯+，所以i o 5.0005.0U U u +=-，根据虚短、虚断特性，0==+-u u ，故i o 100U U -=。

（b ）本题同时引入了正反馈和负反馈，该图中一定保证负反馈比正反馈强，故仍可用虚短和虚断特性。