晶体管单级放大器设计

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1、晶体管单级放大器设计学习目的掌握晶体管放大器静态工作点的设置与调整方法放大器基本性能指标的测试方法负反馈对放大器性能的影响放大器的安装与调试技术。一、电路工作原理及基本关系式图3.1.1阻容耦合共射极放大器1.工作原理晶体管放大器中广泛应用如右图所示的电路，称之为阻容耦合共射极放大器。它采用的是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RB1、RB2、RE、RC及电源电压+VCC所决定。该电路利用电阻RB1、RB2的分压固定基极电位VBQ。如果满足条件I1>>IBQ，当温度升高时，ICQ↑–>VEQ↑(VBQ不变）–>VBE↓–>IBQ↓–>ICQ↓，

2、结果抑制了ICQ的变化，从而获得稳定的静态工作点。2.基本关系式工作点稳定的必要条件：I1>>IBQ，一般取直流负反馈愈强，电路的稳定性愈好。所以要求VBQ>>VBE，即VBQ=(5~10)VBE，一般取2.基本关系式电路的静态工作点由下列关系式确定：对于小信号放大器，一般取ICQ=0.5mA~2mA，VEQ=(0.2~0.5)VCC2.基本关系式二、性能指标与测试方法晶体管放大器的主要性能指标有电压放大倍数Av输入电阻Ri输出电阻Ro通频带BW电压放大倍数式中，RL’=RC//RL；rbe为晶体管输入电阻，即测量电压放大倍数，实际上是测量放大器的输入电压与输出

3、电压的值。在波形不失真的条件下，如果测出Vi(有效值)或Vim(峰值)及Vip-p（峰-峰）与Vo(有效值)或Vom(峰值)Vop-p（峰-峰），则Av的测试方法＝Vip-pVop-p1、输入电阻放大器的输入电阻反映了放大器本身消耗输入信号源功率的大小。若Ri>>Rs(信号源内阻)，则放大器从信号源获取较大电压；若Ri<

4、毫伏表或示波器，分别测量出Vi与Vs的值，则式中，Vs为信号源的输出电压值。2、输出电阻ro为晶体管的输出电阻。放大器输出电阻的大小反映了它带负载的能力，Ro愈小，带负载的能力愈强。当Ro<

5、影响放大器频率特性的主要因素是电路中存在的各种电容元件。通频带BW=fH–fL式中，fH为放大器的上限频率，主要受晶体管的结电容及电路的分布电容的限制；fL为放大器的下限频率，主要受耦合电容CB、CC及射极旁路电容CE的影响。频率特性和通频带电容CB、CC及CE单独存在时所对应的等效回路如图(a)、(b)、(c)所示。频率特性和通频带如果放大器的下限频率fL已知，则可按下列表达式估算：BW的测试方法:采用“逐点法”测量放大器的幅频特性曲线。f(Hz)401005001K10K100K300K500KVop-p(mV)800900100011311131113

6、1100080020lg

7、Av

8、/dB2930313232323129注意：维持输入信号的幅值不变且输出波形不失真BW=fH–fL。Vi=10mV(Vip-p=28mV)三、设计举例例设计一阻容耦合单级晶体管放大器。已知条件VCC=+12V，RL=3k，Vi=10mV，Rs=600。性能指标要求AV40，Ri1k，Ro3k，fL100Hz，fH100kHz。提出设计指标拟定电路方案设定器件参数电路安装和调试结果测量指标满足要求电路设计结束Y修改电路方案修改电路参数是否要修改电路方案YNN电路设计流程解(1)拟定电路方案选择电路形式及晶体管采用分

9、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，故选用高频小功率管3DG100，其特性参数ICM=20mA，V(BR)CEO≥20V，fT≥150MHz通常要求b的值大于AV的值，故选b=60。解(2)设置静态工作点并计算元件参数静态工作点Q，计算如下：要求Ri(Ri≈rbe≈300＋ß)1kΩ，有取ICQ=1.5mA26mV｛ICQ｝mA×mA依据指标要求、静态工作点范围、经验值进行计算解(2)设置静态工作点并计算元件参数若取VBQ=3V，得取标称值1.5kW因IBQ＝ICQ/ß得I1=(5～10)IBQ有为使静态工作点调整方便

10、，RB1由30kW固定电