晶体管放大电路
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西 安 邮 电 大 学
开放式电子电路实验 实验报告
院 系: 通信与信息工程学院
专业班级: 通工1004班
姓名: 庞丹旭
学 号: 03101133
实验日期: 2012-2013第一学期
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实验一 三极管放大电路
一、实验目的
1.掌握多级放大器静态工作点的调整与测试方法。
2.学会放大器频率特性测量方法。
3.了解放大器的失真及消除方法。
4.掌握两级放大电路放大倍数的测量方法和计算方法。
5.进一步掌握两级放大电路的工作原理。
二、实验仪器
示波器
万用表
信号发生器
直流电源
三、实验设计要求
1.信号源内阻:Rs=51K
2.输入信号频率 20Hz-20Khz
3.Av=3
4.RL=200Ω/75Ω
5.Vo=3Vpp
6.P电源=30mW
7.增加平坦度<0.1dB
四、设计思路
求各部分的直流电位:
如图所示,基级的直流电位VB是用R1和R2对电源电压VCC进行分压后的电位,所以,流进晶体管的基级电路的直流成分IB是很小的,可以忽略, 则:VB=R2/(R1+R2)*VCC
(V)
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发射机的直流电位VE,仅比VB低于基级—发射机间的电压VBE,如设VBE=0.6V,则VE为:VE=VB-0.6 (V)
发射级上流动的直流电流IE为 IE=VE/RE=(VB-0.6)/RE
集电极的电流电压VC为电源电压减去RC的压降而算得的值,所以VC为:VC=VCC-IC*RC
在式中,基级电流为最少的值,所以可忽略,则IC=IE。
求交流电压放大倍数:、
接着求上图电路的交流放大倍数
由于晶体管的基级-发射极间存在的二极管是在导通情况下使用的(交流电阻为0),所以基级端子的交流电位直接出现在发射极,因此,由交流输入电压vi引起的ie的交流变化部分△ie为:△ie=vi/RE
另外,令集电极电流的交流变化部分为△ic,则vc交流变化部分△vc为:△vc=△ic*RC
晶体管放大电路分析及计算
一、共发射极放大电路
(一)电路的组成:电源VCC通过RB1、RB2、RC、RE使晶体三极管获得合适的偏置,为三极管的放大作用提供必要的条件,RB1、RB2称为基极偏置电阻,RE称为发射极电阻,RC称为集电极负载电阻,利用RC的降压作用,将三极管集电极电流的变化转换成集电极电压的变化,从而实现信号的电压放大。与RE并联的电容CE,称为发射极旁路电容,用以短路交流,使RE对放大电路的电压放大倍数不产生影响,故要求它对信号频率的容抗越小越好,因此,在低频放大电路中CE通常也采用电解电容器。
Vcc(直流电源): 使发射结正偏,集电结反偏;向负载和各元件提供功率
C1、C2(耦合电容): 隔直流、通交流;
RB1、RB2(基极偏置电阻): 提供合适的基极电流
RC(集极负载电阻): 将 DIC ® DUC ,使电流放大 ® 电压放大
RE(发射极电阻): 稳定静态工作点“Q ”
CE(发射极旁路电容): 短路交流,消除RE对电压放大倍数的影响
(二)直流分析:开放大电路中的所有电容,即得到直流通路,如下图所示,此电路又称为分压偏置式工作点稳定直电流通路。电路工作要求:I1 ³(5~10)IBQ,UBQ³ (5 ~ 10)UBEQ 838电子
求静态工作点Q:
方法1.估算
工作点Q不稳定的主要原因:Vcc波动,三极管老化,温度变化稳定Q点的原理:
方法2.利用戴维宁定理求 IBQ
(三)性能指标分析
将放大电路中的C1、C2、CE短路,电源Vcc短路,得到交流通路,然后将三极管用H参数小信号电路模型代入,便得到放大电路小信号电路模型如下图所示。
1.电压放大倍数
2.输入电阻计算
3.输出电阻 Ro = RC
三极管的放大电路
三极管是现代电子技术中最重要的元器件之一,它广泛应用于信号放大,开关控制等领域。三极管放大电路是三极管应用的重要部分,具有重要的研究和应用价值。
三极管放大电路是指将三极管作为信号放大器的一种电路。三极管放大电路具有以下特点:
1.放大倍数高。三极管放大电路的放大倍数可以达到几千倍,远高于其他普通放大器的放大倍数。
2.线性好。三极管放大电路的电流电压关系非常稳定,能够实现非常好的线性放大。
3.动态范围宽。三极管放大电路能够处理大范围的信号级别,可以实现符合实际需求的信号处理。
三极管放大电路具有以下分类:
1.共基极放大电路(CB)。共基极放大电路对输入信号具有很高的阻抗,可以实现电流放大。 2.共发射极放大电路(CE)。共发射极放大电路对输入信号的耦合较好,可以实现电压放大。
3.共集电极放大电路(CC)。共集电极放大电路具有低输入阻抗,可以大大减少输入噪声。
三极管放大电路的设计需要根据应用场景的要求来确定,一般来说,应根据电压放大倍数和电流放大倍数来确定放大电路的特性。对于要求高的应用场景,需要选择特性优异的三极管,并根据实际情况进行调整。
三极管放大电路的关键参数包括放大倍数、输入阻抗、输出阻抗、带宽等。对于不同的应用场景,需要根据这些参数来确定放大电路的特性。
三极管放大电路原理
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=βIBQ
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,以确保器件工作在放大区。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,经三极管放大后的输出信号(如ic=β*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:截止区,对应于输出特性曲线中iB<0的部分。
BCDEFG段:放大区
GHI段:饱和区
作为放大应用时:Q点应置于E处(放大区中心)。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:工作在截止区和饱和区上。
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)。