单极阻容耦合晶体管放大器设计.docx
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1、2014 2015学年 第1学期模拟电子技术课程设计报告题目:单极阻容耦合晶体管放大器设计专 业: 通信工程班 级:13通信工程(1)班姓 名:指导教师:电气工程系2014年12月4日目录任务书3摘要4第一章绪论5第二章设计原理及原理图6第一节工作原理6第二节元件参数计算6第三节静态工作点测试9第三章仿真11第一节静态工作点的测量11第二节性能指标的测试11心得体会14附录15参考文献16答辩记录及评分表17任务书课题名称单极阻容耦合晶体管放大器设计指导教师(职称)吴慧(讲师)执行时间2014- 2015学年第1学期 第14周学生姓名学号承担任务整个方案的构思与执行EWB仿真技术指标测试调整静
2、态工作点共发射极放大器的参数的计算原理图设计设计目的1、学习晶体管放大器的设计方法;2、研究静态工作点对输出波形的影响及静态工作点的调整方法;3、掌握静态工作点、电压放大倍数和输入电阻、输出电阻的 测试方法;4、研究信号源内阻对波形失真的影响。设计要求(1)设计一个分压式电流负反馈偏置的单级共射极小信号放 大器,输入和输出分别用电容与信号源及负载之间耦合,设 置静态工作点,计算电路兀件参数,拟定测试方案和步骤;(2)在面包板或万能板或PCB板上安装好电路,测量并调 整静态工作点。(3)测量设计好的电路的偏置电压和电流;(4)测量所设计电路的实际电压放大倍数;(5)测量所设计电路的实际输入、输出
3、电阻;(6)给所设计的电路加上频率为1Kz大小合适的正弦波, 调节偏置电阻,用示波器预测输出波形在无失真、饱和失真 和截止失真三种情形下,记录相应的偏置电阻大小、ICQ和 波形,并绘制表格;(7)用EWB对电路进行仿真,打印仿真结果;(8)撰写设计报告。文章通过单极耦合晶体管放大器的设计,设置基本放大参数,通过放大系数确定R1,R2,来调整静态工作点, 阐述了晶体管放大器静态工作点的设置与调整方法以及放大器的基本性能指标的测试方法;并用仿真软件进行仿 真,根据放大后的波形对比,研究了静态工作点对输出波型的影响。关键词:晶体管放大器、阻容耦合、静态工作点。绪论第一章由于物理学的重大突破,电子技术
4、在20世纪取得了惊人进步。随着21世纪的到来电子信息技术的发展关于 单级阻容耦合晶体管放大器在电子技术基础中所出的位置越来越来重要,它不仅是电子信息类专业的一个重要部 分,而且在其它类专业工程中也是不可缺少的。通过对模拟电子技术的学习,使我对这门课程有了一定的了解,学到一些知识,如二极管,三极管的应用, 放大电路的分析方法和应用,负反馈放大电路与基本运算电路性能与作用,信号产生电路等。科技的迅速发展, 对电子技术的要求越来越高,所以要求从事电子技术的人员必须具备很强的动手能力。当今世界集成电路产品日益更新,层出不穷。读者在掌握基本电子电路的工作原理、主要特性等基本知识之 后,就可能及最少的集成
5、元器件设计出满足技术要求、性能可靠、成本低廉的电子电路。在实际工作中,电子技 术人员需要分析器件、电路的工作原理;验证器件、电路的功能;对电路进行调试、分析,排除电路故障;测试 器件、电路的性能指标;设计、制作各种实用电路的样机。所有这些都离不开实验。此外,实验还有一个重要任 务,是要培养正确处理数据,分析和综合实验结果、检查和排除故障的能力。同时养成我们勤奋、进取、严肃认 真、理论联系实际的作风和为科学事业奋斗到底的精神。通过这次实打实的课程设计,我们在收获知识的同时,还收获了阅历,收获了成熟,在此过程中,我们通过查找大量资料, 请教同学,以及不懈的努力,不仅培养了独立思考、动手操作的能力,
6、在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是,在设计 的过程中,我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的,真的是受益匪浅。要面对社会的挑战,只有不断的学习、实践, 再学习、再实践。因为实践才是检验真理的唯一标准。在每次的课程设计中,遇到问题,最好的办法就是问别人,因为每个人 掌握情况不一样,不可能做到处处都懂,发挥群众的力量,复杂的事情就会变得很简单。这一点我深有体会,在很多时候,我 遇到的困难或许别人之前就已遇到,向他们请教远比自己在那冥思苦想来得快。虽然最终实物做出来了,但这并不是我一个人 做出来的。通过这次课程设计,我明白了一个团队精神的重要性,因为从头到尾,都是大家集体出主意,来解决中
7、间出现的各 种问题。从原理图的最终敲定,到放大倍数的仿真这都是大家分工合作的结果,正是因为大家配合得默契,每项工作都完成得 很棒,衔接得很好,才使我们很快的完成了任务。尽管现在只是很简单的设计,离熟练掌握还有一定距离,但学习实践的这段 日子确实令我收益匪浅,不仅因为它发生在特别的时间,更重要的是我又多掌握了一门新的技术,收获总是令人高兴的。第2章设计原理及原理图2.1工作原理晶体管放大器中广泛应用如图2-1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
8、压固定基极电位VBQ。如果满足条件I1IBQ,当温度升高时,I f-V fV II II ILC 1DC 1tdp v 口C* LC*CQEQBE BQ CQ结果抑制了 ICQ的变化,从而获得稳定的静态工作点C15 uF4-eR AAAOAAA/图2.1单极阻容耦合晶体管放大器原理图2.2元件参数计算2.2.1共发射极放大器的直流参数共发射极放大器的直流参数主要有Ibq、Icq及Uceq、Ubeq。如图2-1电路所示,这些直流参数的关系式如下:UEQ = UBQ -UBEQ w UBQ = VccRb2 /( Rb1+Rb2)、ICQ = P IBQ= UEQ / Re*(2)UCEQ = V
9、CC -ICQRC - UEQ W VCC - ICQRC - Ubq将已知的VCC、Rb1、Rb2、Rc、Re及P值代入(1),即可算出Ibq、Icq及Uceq三个直流参数。2.2.2共发射极放大器的交流参数共发射极放大器的交流参数主要有电压放大倍数Auo、输入电阻Ri与输出电阻Ro、最大输出电压幅度Uom 等:电压放大倍数Auo:uRA = o = p Luo u r式中负号表示输出电压与输入电压的相位是相反的:其中RL(2.2)=R n R ,(2.3)rbe称为三极管的动态输入电阻:2.2.3元件的数值计算r 牝 300(Q) +P 26( mV)beI (mA)由已知得:a.求REb
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