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共射放大电路的设计

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共射放大电路的设计

139 / 7 第三章 设 计 型 实 验

实验一 共射极放大器的设计

一． 实验目的

1．学会根据一定的技术指标设计单级阻容耦合共射极放大器。

2．学会在计算机上进行电路仿真及验证。

3．练习安装技术，学会检查、调整、测量电路的工作状态。

4．掌握测量放大器的电压放大倍数、频率响应曲线和动态范围的方法。

5． 定性了解工作点对输出波形的影响。

二．预习要求

1．复习有关共射极放大器的理论知识，了解共射极放大器静态工作点的选择原则及放大器主要指标的定义及测量方法。

2．根据给出的技术指标计算出放大器电路各元件数值，制定出实验方案，选择实验仪器设备，并在计算机上进行电路仿真，找出元件最佳值。

三．共射极放大器的设计方法

共射极放大器的设计，是指根据技术指标要求，确定电路方案、选择晶体管和直流电源电压，确定静态工作点和电路元件的数值。对于信号幅度较大的放大器，除了应有适当的电压放大倍数外，还应有足够的动态范围（指放大器最大不失真输出信号的峰峰值）。这时对工作点的选择必须考虑外接负载的影响，只有恰当的选择EC、Rc和静态工作点Q，才能达到所需的动态范围。

设计一个共射极放大器，通常是给出所要达到的放大倍数Au、负载电阻RL的值、输出电压幅度Uom（或动态范围Uop-p）和某一温度范围内的工作条件。然后根据这些指标进行电路的设计和参数的计算。

1．动态范围与电路参数的关系

对于图1的放大器，当输出信号的动态范围有一定的要求时，应根据给定的负载电阻共射放大电路的设计

140 / 7 RL的值和动态范围Uop-p 以及发射极电压UEQ来选择电源电压EC、确定直流负载Rc和静态工作点Q。

+EC

Rc

Rb1 C2

Ib1

C1 IBQ

3DG6

RL uo

ui Rb2

Re Ce

图1 共射极放大器电路图

具体步骤如下：

（1） 选择电源电压EC

通常稳定条件为：

UB = （5 ~ 10）UBE （1）

Ib1 = （5 ~ 10）IBQ （2）

EC ≥1.5（Uop-p +UCES）+ UEQ （3）

UCES为晶体管的反向饱和压降，一般小于1V，计算时取1V，UEQ  UB 。

（2） 确定直流负载Rc

LomCESCcRUUER2 （4）

其中，EC = EC  UEQ

(3) 确定静态工作点Q

ICQ = IBQ （5）

UCEQ EC  ICQRc  UB （6）

另外根据图2所示放大器的电压最大输出范围可得：

UCEQ = Uom＋UCES （7）

共射放大电路的设计

141 / 7

comCESCCQRUUEI)( （8）

iC （mA）

A 饱和线

N

Q

ICQ=Icm

B M

0 Uom uCE

UCES

Uop-p

图2 放大器的电压最大输出范围

(4) 偏置电路元件计算公式

11bBCbIUER （9）

112bBBbBbIUIIUR （10）

CQBEBEQEeIUUIUR （11）

单级放大器的设计方法举例：

设计一个放大器，它的主要技术指标为：

① 电压放大倍数Au ≥80

② 输出电压峰峰值Uop-p = 6V

③ 负载电阻RL = 36 K

④ 信号源内阻 Rs = 600 共射放大电路的设计

142 / 7 ⑤ 带宽f = 100Hz ~ 100kHz

⑥ 有较好的温度稳定性

设计步骤：

1．确定电路方案，选择晶体管

要求有较好的温度稳定性，放大器的静态工作点必须比较稳定，为此采用具有电流负反馈的共射极放大器，如图1所示。因放大器的上限频率要求较高，故选用高频小功率管3DG6，其特性参数为：

ICM = 20mA ，BUCEO  20V，fT  150MHz， = 60。

由于 UCEO EC，ICM  IC一倍以上，因此可以满足要求。

2．选择电源电压EC

根据（3）式，UEQ  UB =（5～10）UBEQ = 35～7 V，

对于硅管，UEQ = 3～5V，现取UEQ = 4V，饱和压降UCES一般取1V，于是EC为：

EC  15（Uop-p＋UCES）＋ UE

= 1.5 ( 6＋1 ) ＋ 4 = 14.5 V

取 EC = 15V

3．计算Rc

直流负载电阻Rc与放大倍数、动态范围等都有关系。在本例中，要求有较大的动态范围，故应用下式计算Rc的值：

LomCESCcRUUER2

其中EC=EC－UEQ=15-4=11

3106.323111cR

= 4.8  103

= 4.8k

4．确定静态工作点

静态工作点的电流ICQ和电压UCEQ 分别为：

comCESCCQRUUEI)(

A31046.18.43111

UCEQ = Uom+UCES = 3+1 = 4V 共射放大电路的设计

143 / 7 5．校核放大器倍数：

beLurRA

其中RL = RL∥Rc

)()(26)1(mAImVrrEQbbbe

k4.1138646.126)601(300

3333101.210)6.38.4(106.3108.4)(LcLcLRRRRR

86104.1101.26033beLurRA

所以Au值达到指标要求。

6．计算偏置电路元件Rb1、Rb2与Re等。

从（2）、（5）式可得： IBQ = ICQ / ，Ib1 = 8 IBQ

因要求Q点较稳定，故Ib1取大点，于是：

BQbII81

CQI8

mAA195.010195.0601046.1833

11bBCbIUER 共射放大电路的设计

144 / 7

k8.52108.5210195.07.041533

kIURbBQb1.24101.2410195.07.043312

kIUREQEQe74.21074.21046.1433

其中：UBQ = UEQ + UBEQ = 4+0.7 = 4.7V； 实验时，Rb1可用4.7k 电阻与100 k电位器串联来代替，Rb2取24 k，Re取2.7 k，Rc取4.7 k，RL为3.6 k。

6． 选择电容C1、C2和Ce

单级放大器的低频响应是由C1、C2和Ce决定的，如果放大器的下限频率fL已知，可按下列公式估算C1、C2和Ce：

FrRfCbes61108.0)10~3()1386600(10014.321)10~3()(21)10~3(

)(21)10~3(2LcRRfC

)36004800(10014.321)10~3(

F61019.0)10~3( 共射放大电路的设计

145 / 7

FrRfCbese51089.4)3~1()1386600(10014.32601)3~1()(21)3~1(

取C1 = C2 = 10 uF，Ce = 100uF的电解电容，就可满足要求。

四．实验内容与方法

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基于Multisim的单极共射放大电路的仿真设计

基于Multisim的单极共射放大电路的仿真设计

百度文库

1 基于Multisim的单极共射放大电路的仿真设计

齐龙友( 安庆师范学院物理与电气工程学院 安徽安庆 246011)

指导教师：王鹏

摘 要: 随着计算机技术的发展,计算机辅助分析与设计在电子电路的设计中得到越来越广泛的应用。文章叙述了利用Multisim软件对NPN型三极管进行输出特性曲线测试的方法和步骤,及对基本共射放大电路进行静态和动态分析的方法和设计过程。

关键词: Multisim ， 单极共射放大电路，仿真设计

一、引 言

传统的电子线路分析主要是根据经验和成熟的电路数据来分析、计算、判断,若想更进一步地得到电路的相关数据或波形等参数,则需要搭建试验电路来进行测试,但这种方法费用高、效率低。随着计算机技术的发展,采用计算机仿真来代替实际的实验电路,可以大大减少工作量,提高工作效率，还能保持仿真过程中产生的大量数据、图形，为电子线路整体分析与改进提供方便。实验所需时间较长,加上仪器本身的缺陷,所采集到的数据量较少且误差较大, 使用Multisim软件能很好的解决这些问题， 它具有直观的图形界面、丰富的元器件库、丰富的测试仪器、完备的分析手段和强大的仿真能力等特点。Multisim 软件用虚拟的元件搭建各种电路、用虚拟的仪表进行各种参数和性能的测试。本文将以三极管的单极共射放大电路为例，用Multisim 进行单极共射放大电路的性能设计并进行分析。

二、Multisim相关介绍

1 Multisim简介

Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力，它以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。为适应不同的应用场合，Multisim推出了许多版本，用户可以根据自己的需要加以选择，给电子行业提供了很大的方便。

共射极放大电路的典型应用电路案例

共射极放大电路的典型应用电路案例

共射极放大电路的典型应用电路案例

一、引言

共射极放大电路是电子电路中常见的一种放大电路，其特点是输入信号与输出信号之间是反相的关系，能够对输入信号进行放大。本文将着重探讨共射极放大电路的典型应用电路案例，以便读者更深入地了解其在实际电路设计中的应用。

二、共射极放大电路的基本原理回顾

在讨论典型应用案例之前，有必要简要回顾一下共射极放大电路的基本工作原理。共射极放大电路是由一只晶体管组成的放大电路，其输入信号接在基极上，输出信号则取自集电极。当输入信号施加在基极上时，晶体管将对输入信号进行放大，产生输出信号。其放大倍数由晶体管的参数以及工作点决定。

三、典型应用电路案例一：音频放大器

共射极放大电路在音频放大器中有着广泛的应用。以常见的音频功率放大器为例，其输入信号来自音频信号源，经过前置放大电路之后，进入共射极放大电路进行最终的功率放大。在这个过程中，共射极放大电路能够有效地将输入的音频信号放大，并以足够的功率输出到扬声器上，使得人们能够听到清晰且响亮的声音。

四、典型应用电路案例二：射频放大器

除了音频放大器之外，共射极放大电路还在射频电路中有着重要的应用。射频放大器是一种专门用于射频信号放大的放大电路，其输入信号频率通常在数十千赫兹至数千兆赫兹之间。共射极放大电路在射频放大器中能够提供高频信号的放大，并保持信号的稳定和清晰，使得射频信号能够被准确地接收和传输。

五、个人观点和理解

作为文章撰写者，我个人认为共射极放大电路在实际应用中有着非常重要的地位。它不仅可以在音频领域提供清晰且响亮的声音输出，还可以在射频领域保持信号的稳定和清晰。而且，共射极放大电路结构相对简单，容易设计和调试，因此受到广泛的青睐。

六、总结

通过对共射极放大电路的典型应用电路案例的探讨，我们更加深入地了解了其在电路设计中的重要性和实用性。无论是在音频领域还是射频领域，共射极放大电路都能够发挥重要作用，为我们的生活和工作提供便利和支持。

单级共射放大电路实验报告

单级共射放大电路实验报告

单级共射放大电路实验报告

实验目的：

本次实验旨在了解单级共射放大电路的工作原理和特点，通过实验掌握该电路的调试方法和测量技巧，提高学生的电路分析和设计能力。

实验原理：

单级共射放大电路是一种常用的晶体管放大电路，它具有输入阻抗高、输出阻抗低、电压放大系数大等优点。该电路的原理图如下所示：

搭建电路：

为了实现该电路的正常工作，我们需要准备以下元器件和设备：

元器件：晶体管2N3904；电容器C1、C2；电阻R1、R2、R3；射极电阻RL。

设备：函数信号发生器；直流电源；示波器；万用表。

接下来，我们按照原理图搭建出如下电路：

调试电路：

搭建好电路之后，我们需要进行调试。具体步骤如下：

1. 调整直流工作点

将电源输出电压调整为2V左右，观察示波器上的波形，调整可变电阻R1，使得直流工作点在Collector特性曲线的下降区域，同时保证该点的电压符合晶体管的工作条件。

2. 选择信号

调节函数信号发生器，选择适当的信号源，要保证电路在输出信号时正常工作。我们可以选择一个1kHz的正弦信号作为输入信号。

3. 测量电压放大系数

使用万用表测量电路的输入电压Vi和输出电压Vo，计算出电压放大系数Av=Vo/Vi。通过多组数据计算平均值，得到最终的电压放大系数。

4. 测量输入输出阻抗

使用万用表测量输入阻抗Ri和输出阻抗Ro，记录下相应数据，并结合电路特性进行分析。

实验结果和分析：

本次实验得出的数据如下：

直流工作点：Uc=1.84V，Ic=1.8mA，Ue=580mV，Ie=1.8mA。

电压放大系数：Av≈55。

输入阻抗：Ri≈1.5kΩ。

输出阻抗：Ro≈200Ω。

通过以上数据可以得出以下分析结果：

1. 该电路的输入阻抗较高，表明它能够很好地接受信号源的输入信号。

2. 该电路的输出阻抗较低，表明它能够很好地输出信号，能够在下一级电路中起到良好的负载作用。

3. 该电路的电压放大系数较大，表明它能够很好地增强输入信号，同时保证输出信号的稳定性。

共射放大电路放大倍数

共射放大电路放大倍数

共射放大电路的原理与计算

共射放大电路是一种利用晶体管的共射极特性来实现信号放大的电路。它具有电压放大倍数高、输入电阻低、输出电阻

高、通频带宽等优点，是最常用的基本放大电路之一。本文将介绍共射放大电路的基本结构、性能指标、动态分析、交

流负载线和非线性失真等内容，并给出相关的计算公式和示例。

共射放大电路的基本结构

共射放大电路的基本结构如下图所示：

其中，E_S 是信号源，R_S 是信号源内阻，R_B1 和 R_B2 是分压式偏置电阻，R_C 是集电极负载电阻，R_E 是发射

极稳定电阻，C_1 和 C_2 是耦合电容，C_E 是旁路电容，C_3 是旁路滤波电容。晶体管的发射极E、基极B和集电极C

分别与地相连，形成共射极连接方式。共射放大电路的工作原理是：当输入信号为正半周时，基极电压增加，使晶体管导通程度增强，集电极电流增加，集电极电压降低；当输入信号为负半周时，基极电压减小，使晶体管导通程度减弱，集电极电流减小，集电极电压升高；

因此，输出信号与输入信号相位相反，实现了信号的反向放大。

共射放大电路的性能指标共射放大电路的主要性能指标有：

电压放大倍数 A_u：表示输入电压和输出电压幅值和相位间的关系；

输入电阻 r_i：表示放大电路对信号源的负载作用；

输出电阻 r_o：表示放大电路对负载或后级放大器的影响；

通频带 BW：表示放大电路对不同频率信号的放大能力；

失真：表示输出波形与输入波形之间的差异。

这些指标可以通过动态分析来计算。

共射放大电路的动态分析

动态分析是指在有信号输入时，分析放大电路各极间交流分量的变化关系。由于晶体管是非线性元件，所以要对其进行

线性化处理，得到微变等效电路。微变等效电路是把晶体管用一个受控源和一个等效输入或输出电阻来替代。 E_S | R_S | |----+----+----+----+ | | | | | R_B1 R_B2 C_1 C_2 R_C | | | | | +----+----+----B +----+ | | | C E | | | | R_E C_E | | | | +---------+---------+ | C_3 | +晶体管在线性化后的微变等效电路如下图所示：