单管共射放大电路课程设计.doc
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任务一 共射极单管放大器
教学时数: 6学时教学方法: 一体化教学
教学目的:1、了解共射极放大电路的组成;2、会利用软件仿真设置Q点和动态性能指标的测试;
3、分压式偏置电路稳定静态工作点的原因;
4、放大电路失真产生的原因及消除方法;
教学重点:共射极放大电路的组成元件的作用;分压式偏置电路稳定静态工作点的原因;放大电路
失真产生的原因及消除方法
教学难点:分压式偏置电路稳定静态工作点的原因;放大电路失真产生的原因及消除方法
教学过程
◆任务导入
按下列要求设计电路:
a、Au>50;
b、Uom=5Up-p;
c、Ri、Ro均不要求
◆任务描述
本任务采用稳定静态工作点的分压式共射极放大电路,测试并验证其静态工作点和动态性能指标。
◆任务实施
分压式共射极放大电路的实验电路如图2.1.2所示
图2.1.2 共射极单管放大器实验电路
一、放大电路静态工作点的测量与调整
对三极管而言,静态分析就是画出其直流通路,求其静态工作点:、和 。
静态工作点理论分析
其等效的直流通路为:
图2.1.2 分压式共射放大直流通路
稳定静态工作点的条件为:I1>>IB和VB>>UBE;此时,
,即当温度变化时,基本不变。
根据和的关系可得:
调试静态工作点
(1)三极管采用9031型号,选择β值范围在100到200之间,用万用表测得β值为( )。
(2)按图2.1.1所示电路,将Rp调到最大值测量放大电路的Q点,计算并填入表2.1.1。
(3)将Rp调到最小值测量放大电路的Q点,计算并填入表2.1.1。
(4)若设计要求=1.5mA,应将怎样调整?测出此时放大电路的Q点和实际偏置电阻的大小。
表2.1.1 静态工作点测量
Rp 电路状态 Rp最大 理论数据 (4)中的要求 1.5mA Rp最小
测试数据 Rp最大 (4)中的要求 1.5mA Rp最小 二、放大电路动态性能
1、动态理论分析
分压式共射极放大电路交流通路、微变等效电路如图2.1.3(a)(b)所示。
交流等效输出电阻为:
交流等效输入电阻为:
电路中电压放大倍数为:
2、放大电路的动态性能观察
调整好静态工作点,=1.5mA。输入端接入低频信号发生器,幅值为1mV,频率为1KHz的正弦波。按要求进行测量,将值填入下表2.1.2.
表2.1.2 放大电路动态测量
Ui Uo 测量值
Au 计算值
Au 测量值
Ri 计算值
Ro 测量值
Ri 计算值
Ro 无穷大 2K 3、观察静态工作点对输出波形失真的影响
(1) 双击信号发生器图标,设置参数为:10mV/1kHz/0Deg;设置示波器相关参数;调节Rw,Rc,Re的阻值
(2)保持Us 不变,将Rw调至最小,输出电压讲产生饱和失真,用示波器观察,并汇出输出波形;
(3)将Us调至50mV,将Rw调至最大100k,将Re调至100k,输出电压讲产生截止失真,用示波器并汇出输出波形;
(4)将Us调至150mV,将Re调至10k,Rc调至10k,输出电压讲产生双向失真,用示波器观察,并汇出输出波形。
4、观察电路的频率响应
图 电路的幅频特性
◆知识连接
“放大”作用的实质是电路对电流、电压或能量的控制作用。
晶体管的三种组态:共射极、共集电极和共基极。
一、晶体管基本放大电路原则
1、为保证放大必须满足发射结正偏,集电结反偏。
2、输入信号能加至放大电路输入回路;
3、输出信号能加至负载上。
判断放大电路是否具有放大作用,就是根据这几点,它们必须同时具备。例1:判断图(1)电路是否具有放大作用
解:图(1)a不能放大,因为是NPN三极管,所加的电压UBE不满足条件(1),所以不具有放大作用。 图(1)b具有放大作用。:与一起提供合适的Q点;
③集电极负载电阻:把晶体管的电流放大转化为电压放大;
④耦合电容和:隔直流通交流;
⑤集电极电源:作用一是给晶体管提供合适的工作状态;二是为放大电路提供电源。
图2.1.6 基本共射放大电路
2、电路参数对静态工作点的影响??静态工作点的位置在实际应用中很重要,它与电路参数有关。下面我们分析一下电路参数,,对静态工作点的影响。
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改变 改变 改变 变化,只对IB有影响。增大,IB减小,工作点沿直流负载线下移。 变化,只改变负载线的纵坐标增大,负载线的纵坐标上移,工作点沿iB=IB这条特性曲线右移 变化,IB和直流负载线同时变化增大,IB增大,直流负载线水平向右移动,工作点向右上方移动 减小,IB增大,工作点沿直流负载线上移 减小,负载线的纵坐标下移,工作点沿iB=IB这条
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