三极管放大电路

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1、武汉理工大学开放性实验报告（A类/B类）项目名称：三极管放大电路设计实验室名称：创新实验室学生姓名：严瑞斌4创新实验项目报告书实验名称三极管放大电路设计日期2011.11.25姓名严瑞斌专业自动化一、实验目的1、设计基本的放大电路，使其满足增益≥20dB，带宽10HZ～1MHZ,输出幅值≥10VPP。2、学会计算、选取元件参数，掌握三极管放大电路静态参数的设置及调试方法，了解放大电路带宽的影响因素，掌握multisim软件及示波器等仪器的使用。二、实验原理首先，设计出基极分压式共射极偏置电路的基本电路图：在本实验中，要求放大电路的输出幅值≥10VPP，

2、因而采用20V电源，较易实现。由于本实验对于放大倍数的要求不高，不另外加入RE2及旁路电容也可满足增益大于20dB。实验要求带宽的上限频率为1MHZ，在高频范围内，放大电路的耦合电容、旁路电容容抗很小，可视为对交流信号短路，但是此时三极管的极间电容将会对电路产生较大的影响。根据公式fh=1/（2πRC），其中R为输入回路的等效电阻，C为输入回路的等效电容。为了得到较高的上限频率，可将IEQ设置得大一些，从而使式中的R和C减小，fh增大。放大电路的交流放大倍数AV=RC/RE，实验要求增益≥20dB，则Rc/RE≥10。在本实验中，取IEQ=10MA，V

3、CEQ取VCC/2，即10V，此时VRC+VRE=10V，Rc+RE=10V/10MA=1KΩ，又Rc/RE≥10,且考虑到电阻标称值的问题，取RC=820Ω，RE=75Ω。此时VBQ=RE*IEQ+0.7V=1.45V，因此可取Rb1=51KΩ，Rb2=5.1KΩ。耦合电容C1和C2的取值主要和放大电路的下限频率有关。在输入回路中，假设三极管的输入阻抗为无限大，则输入阻抗为Rb1与Rb2的并联，即Rb1

4、

5、Rb2，因此，由C1形成的高通滤波器的下限频率fL1=1/（2*π*Rb1

6、

7、Rb2*C1），已知fL=10HZ，可得C1=3.47uf，考虑到标

8、称值的问题，取C1=4.7uf。对于C2而言，由于电路中没有接负载，C2可根据fL2=1/（2*4π*（Rc+RL）*C2）确定，当RL为无穷大时，fL2为无穷小，电路的下限频率由fL1决定，所以C2对下限频率没有影响。此处取C2=47uf。此外，因为电路的上限频率涉及的参数较多，难以计算得出，在实际中，如果改变某以参数来增大或减小上限频率，可能会使其静态参数、下限频率或者放大倍数等发生变化，因此可使电路的初始上限频率大于1MHZ，然后在RC处并联一个容值很小的瓷片电容，构成一个低通滤波器，使其上限频率下降到1MHZ。三、实验过程1）实验对带宽的上限频

9、率要求较高，因而选择fT较大的中高频管s8050，实际测试β值为200。2）按照原理图及确定的参数在仿真软件上仿真。因要求输出幅值≥10VPP，放大倍数大于10倍，则输入电压有效值≥0.35V，此处取0.4Vrms。电路图中Rc旁路电容C3的值仍需实际测试后确定。若实际电路中，不加C3时，电压增益在1MHZ时并没有下降，那么C3的值可由fH=1/（2*π*Rc*C3）确定，其中Rc=820Ω，fH=1MHZ，计算得出C3约为194PF，若电压增益在输入频率为1MHZ时已下降一定幅度，但小于3dB，那么C3取值小于194PF。43）选取对应参数的元件，测

10、试元件没有损坏后，在面包板上进行测试。按照电路连接完成后，在输入端加上0.4Vrms10HZ~1MHZ的信号，接通直流电源，通过示波器观察波形及输出幅值。在正常范围内，输出电压为13.5Vpp，增益21.5dB，理论计算出下限频率应为10HZ，实际中下限频率约为8。HZ，此时输出电压为9.44Vpp。未在Rc上加旁路电容R3时，电路的上限频率为1.5MHZ，在1MHZ时电压输出幅值为10.4Vpp，未到3dB点，但已下降不少，因而C3的取值应小于193pF。经测试后，当Rc并联33pF的瓷片电容时，上限频率约为1.1MHZ，较为满足实验要求，因此取C3

11、=33pF4）按照电路图以及实际测试中确定的元件C3焊接电路。5）对实际电路进行测试和调试。6）记录实验数据和数据处理。7）撰写实验报告。四、实验结果1）输入输出波形：2）仿真软件波特图：4值得一提的是，仿真软件中的频率特性和实际电路的频率特性相差很大，不能盲目相信仿真软件。3）实际测量数据：当输入信号为0.4Vrms时，输出幅值Vpp随频率变化如下：f(hz)88.5910201001K10k100k200k400kVpp(v)9.449.769.9210.412.313.513.513.513.513.513.5f(hz)500k600k700k1

12、M1.1M1.2MUpp(v)12.311.911.410.19.689.52输出幅值为13.