晶体管放大器设计剖析.ppt

二、课程特点 理论与实践相结合 以培养工程实践能力为主 培养基本技能和综合应用能力 三、实验流程 课前－预习，设计实验过程，安装电路，作好实验准备工作 课堂上－操作、测量、记录 课后－总结与分析 课前－预习 实验目的与要求 基本实验原理 了解实验方法与步骤 设计实验表格 电路的可靠安装 课上－操作、测量、记录 搭建实验测试平台－－测试方法的设计 观察实验现象与结果－－仪器使用 记录实验数据与波形－－仪器使用 课后－总结与分析 处理实验数据 绘制图表和波形 写出个人的实验总结并完成思考题 经验与体会 完成实验报告 四、实验报告要求 实验报告用报告纸书写，格式内容符合要求（见教材附录二） 实验结果需表格记录 波形记录在坐标纸上，还需记录波形的特征参数：如峰峰值，频率等。 波形和电路图用铅笔绘制，其它内容用同色笔书写。 实验报告内容－－参考附录二 实验目的 实验原理与电路分析 实验电路及参数设计 实验内容与步骤 实验数据与波形 分析与结论 心得体会 思考题 五、成绩评定 1、平时成绩占总成绩的40％ 实验及实验报告 2、考试占总成绩的60％，其中 笔试20％，设计及实验技能40％ 关于平时成绩的说明 本学期内容安排 本学期内容安排 第一节 晶体管放大器设计 一、电路工作原理及基本关系式 图5.1.1 阻容耦合共射极放大器 1. 工作原理 右图所示的电路是晶体管放大器中广泛应用的阻容耦合式共射极放大器。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I1IBQ，当温度升高时， ICQ↑–VEQ↑(VBQ不变）–VBE↓–IBQ↓–ICQ↓，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： I1IBQ ， 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： 2. 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 在波形不失真的条件下，测出Vi (有效值)或Vim(峰值)或Vp－p(峰-峰值)和Vo(有效值)或Vom(峰值)或Vp－p(峰-峰值) ，则： 2、 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RiRs(信号源内阻)，则放大器从信号源获取较大电压； 若RiRs，则放大器从信号源吸取较大电流； 若Ri = Rs，则放大器从信号源获取最大功率。 用“串联电阻法”测量放大器的输入电阻Ri，即在信号源输出与放大器输入端之间，串联一个已知电阻R(一般以选择R的值接近Ri的值为宜）。 在输出波形不失真情况下，用晶体管毫伏表或示波器，分别测量出Vi与Vs的值，则 3、 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RoRL时，放大器可等效成一个恒压源。 在输出波形不失真的情况下进行测量。Vo为放大器负载开路时的输出电压的值；VoL为接入RL后放大器负载上的电压的值，则 4、频率特性和通频带 放大器的频率特性包括幅频特性A(?)和相频特性?(?)。 A(?)表示增益的幅度与频率的关系； ?(?)表示增益的相位与频率的关系； ?是放大器输出信号与输入信号之间的相位差。 放大器的频率特性如图所示，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： 通频带的测试方法: 采用“逐点法”测量放大器的幅频特性曲线。 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 ? 10