课程设计2
- 格式:doc
- 大小:180.00 KB
- 文档页数:10
电子技术课程设计
实验报告
题目:由晶体管构成的频率(电压)转换电路学院:核技术与自动工程学院
指导老师:顾民
学号:200606050301
姓名:陈骁雄
目录
中文摘要……………………………………………………………引言……………………………………………………………
一、晶体管电压放大电路……………………………………
一)放大电路的设计……………………………………………
二)不同放大电路的对比分析………………………………………
三、放大电路的仿真及其输出波形…………………………………
四、结果分析及其意义
参考文献………………………………………………………………
由晶体管构成的频率(电压)转换电路
摘要:晶体管放大电路是我们日常接触的电路中最广泛的一种,晶体管在电路中的放大作用是我们必须要学会利用的。
同时,只有设计合适的电路,才能使晶体管的放大在我们要用的范围内。
因此,关于晶体管放大电路的设计就尤为关键,此次我们采用射极偏置电路,它能有效的抑制零漂。
关键词:晶体管放大电路射极偏置电路
一、引言
晶体管放大电路是我们学习应用晶体管的重要实践依据,晶体管的放大作用只有在合适的电路中才能得到想要的结果,因此我们需采用射极偏置电路。
二、晶体管电压转换电路
一)放大电路的设计
设计一级具有稳定偏置的晶体管放大器电路,晶体管选择Q2N2222(改参数,
,),,,,。
(图1.1)
性能指标要求:
(1)电压增益大于40;
(2)低界频率约为100Hz;
(3)输入电阻大于1K,输出电阻小于3K.
1.设计原理:
1、电路工作原理射极偏置
晶体管放大器中,广泛应用的电路如图1.4所示,称为阻容耦合共射极放大器,采用分压式电流负反馈偏置电路。
放大器的静态工作点Q 主要由、
、、
及电源
电压所决定。
该电路利用电阻、
的分压固定
基极电位。
如果满足条件
>>
,当温度升高时,,结果抑制了
的
变化,从而获得稳定的静态工作点。
2、基本关系式
只有当
>>
时,才能保证
恒定。
这是工作点
稳定的必要条件,一般取
(1-1)
负反馈越强,电路的稳定性越好。
所以要求
,即
,一般取
(1-2)
电路的静态工作点由下列关系式确定
(1-3)
对于小信号放大器,一般取
,
(1-4)
(1-5)
(1-6)
要严格计算电容
、
及
同时存在时对放大器低频特性的影响,较为烦琐。
在工程设计中,为
了简化计算,通常以每个电容单独存在时所决定的转折频率为基本频率。
如果放大器的下限频率
已
知,可按下列表达式估算电容、及
(1-7)
(1-8)
(1-9)
2.设计过程:
1、选择电路形式及晶体管
采用分压式电流负反馈偏置电路,可以获得稳定的静态工作点。
因放大器的上限频率要
求较高,故选用高频率小功率管3DG6,其特性参数为
:。
用晶体管特性图示仪测量晶体管的特性参
数,通常要求,故选。
2、设置静态工作点并计算元件参数
要求,根据 (1-10)
即
若取,由式(1-3)得
由式(1-4)得
由式(1-5)得
为使静态工作点调整方便,R B1由30KΩ固定电阻与100KΩ电位器相串联。
由式(1-10)得
由得
则
由式(1-7)得
由式(1-8)得
由式(1-9)得
二)不同放大电路的对比分析
此电路为共射极电路,但是没有偏置电阻,所以它没有抑制零漂的能力,因此在实际设计中
是不可取的。
三、放大电路的仿真
(一)动态测试
在小信号(即输出电压波形无显著非线性失真)的条件下,观察输出波形,测量放大器电压增益的幅频和相频特性曲线,通过实验调整电路参数,尽可能满足各项指标要求。
设计电路如下左图,其幅频特性曲线和相频特性曲线如下图。
静态工作点为:
(二).测量输出动态范围。
输入频率为1000Hz的信号,调节放大电路输入信号的幅值(可对电路作DC Sweep分析,找出输出随输入变化的线性范围),观察记录最大不失真输出电压峰峰值、饱和失真、截止失真等几种典型情况。
输入信号频率为1kHz,幅值为30mV时,有最
大不失真输出,输出信号峰峰值为1.35V,如图
1.6;
图1.6
幅值为80mV时,可看到明显的截止失真,如
图1.7;
图1.7
幅值为300mV时,可看到明显的饱和失真,如
图1.8。
图1.8
(三)晶体管非线性效应的观察
比较下面三种电路的非线性失真,以便对晶体管的非线性效应作更深入的观察。
(1)设计电路,即简单的共射极电路;
(2)发射极电阻R e部分旁路的放大器,(即在等效电路中有发射极电阻
R e1的放大器)的非线性失真;(图1.2)
(3)将信号源串联51K的电阻,组成电流源,观察简单的共射极电路在以电流为输入信号时的非线性失真。
(图1.3)
要求比较三种电路在输出电压幅度相同的条件下,非线性失真的差异,通过实验初步说明原因与改善方法。
在图1.1,图1.2,图1.3所示电路中,输入信号幅值分别为10mV、165mV、430mV,输出幅度相同,峰峰值约为460mV,如图1.9:
图1.9
输入和输出信号频谱分析如图1.10:
图1.10
四、结果分析及其意义
从上面的仿真结果我们可以看出,晶体管在电路中确实起到了放大作用,同时,输出波形在一定范围内并没有出现失真,只有超过某一特定值后才出现饱和失真和截止失真。
因此,我们设计的电路基本达到了要求,但在实际运用中还需考虑很多实际情况,我们只有在未来的实践中去一一验证。
参考文献:《电子技术基础》模拟部分(第四版)
《电路与模拟电子技术》试验指导书(成都理工大学主编)。