晶体管十倍放大模电必学综述Word文档格式.docx

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输入输出阻抗：

任意

二、确定电源电压

为了输出5VP-P的输出电压。

显然必须要在5V以上的电源电压。

为了人使集电极电流流动，由于发射极电阻RE上最低加上1~2V的电压，所以电源电压最低必须为6~7V（（5+1）~（5+2）V）。

在这里选取12V电源电压：

VCC=12V

三、选择晶体管

如图2所示，用NPN晶体管组装的电路

图2用NPN型晶体管的共射放大电路

考虑晶体管的最大额定值，因为电源电压为12V，所以在集电极-基极和集电极-发射极间有可能最大加上12V电压。

因此，选择集电-基极间电压VCBO与集电-发射极间电压VCEO的最大额定值为12V以上器件。

从满足前述最大额定值条件的器件中，在这里选择我们常用小信号晶体管S9013。

在表1中，表示出S9013的特性。

S9013依直流电流放大系数hEF的大小分为O~BL四档。

但从式（9）得，AV与hEF的大小无关。

所以任一档hEF都没关系

四静态工作点的计算（）

图1

首先，在图1所示的电路中，基极的直流电位VB（为的直流部分），用R1和R2对电源电压VCC进行分压后电位，所以流进晶体管的基极电流的直流成分IB是很小，可以忽略，则

（V）

发射极的直流电位VE（为ue的直流部分），比VB低的基极发射极间的电压VBE，设VBE=0.6V。

则

VE=VB-0.6（V）

（2）

发射极上流动的直流部分IE（为的直流部分）为：

（A）（3）

设

所以集电极的直流电压VC（为的直流部分）为电流电压减去RC的压降而算得的值，所以VC为：

（V）（4）

基极电流为很小的值，原因：

Ic=βIb，即Ic远大于Ib

则IC=IE。

则有

（V）（5）

五、求交流电压放大倍数

在图1所示电路的交流放大倍数（交流增益）

由于晶体管的基极-发射极间存在的二极管是在导通情况下使用的（交流电阻为0），所以基极端子的交流电位（）直接地出现在发射极，因此由交流输入电压引起的的交流变化部分为：

u（6）

令集电极电流的交流变化部分为，则的交流变化部分为：

（7）

认为集电极=发射极电流，则，所以

（8）

用C2将的直流成分截去，交流输出信号的本身：

除去直流分量后：

输出电压为

（9）

（9）式为Ui的电压变化引起的Uc的变化量

因此，该电路的交流电压放大倍数得

（10）

放大倍数与晶体管的直流电流放大系数hFE无关（（因为设计的时候认为基极电流为0,所以与hEF无关））,而是由RC与RE之比来决定的。

六、确定RC和RE

如式（10）所示，电路的放大倍数是由RC与RE之比决定的，所以令=10，RC：

RE=10：

1

为了吸收基极-发射极间电压VBE随温度的变化，而使工作点（集电极电流）稳定，RE的直流压降必须在1V以上。

这是因为VBE约为0.6V，它具有-2.5mV/oC的温度特性。

在这里，取RE的压降为1V，得,这里不考虑则5mA，这里则有因为前面已说明IC=IE，

这里取为100

这里取1K

=6.5V

晶体管的集电极损耗PC为：

七、基极偏置电路设计

设发射极电阻RE的压降=发射极电位，为VE=0.5V。

由于VBE=0.6V,所以基极电位VB必须是1.1V。

由于基极电位是由与对电源电压进行分压之后的电位，所以，如果设的压降为1.1V，R2的压降为10.9V（=12V-1.1V）。

另外，在晶体管的基极流动的基极电流为集电极电流的1/hEF，假设hEF=100，则流动的基极电流为0.01mA。

因此，在与流动电流比基极电流大得多电流，使得基极电流给够忽略。

在这里R1与R2上流动的电流取为0.2mA（认为大得多=10倍以上就可以）。

在这里取50k取5k

七、确定耦合电容C1与C2

C1与C2是餐将基极或集电极的直流电压截去仅让交流成分进行输入输出的耦合电容。

在这里取C1=C2=4.7μF

因此，由C1形成的高通滤波的截止频率为：

输出的电阻为1k

由C2形成的高通滤波的截止频率为

八、实物电路图及电路仿真

电路的性能指标观察：

当输入0.5V的交流信号，该电路会输出5V的信号，可以实现电压放大倍的功能如下图所示：

问题的处理

（1）问题：

当输入信号为1kHz时，输入的信号可以从0.5V放大到5V，可以实现10倍的放大；

当输入信号加到100kHz时，输入信号能从0.5V放大到4.8V左右，信号有轻微的衰减；

当输入信号加至1MHz时，输入信号从0.5只能放大到2—3V,信号有较大幅度的衰减。

原因：

因为传输信号的衰减程度和波长密切相关，频率高的信号波长比较小，容易被吸收，导致其衰减。

（2）当R1=1K,R2=10K时，输入信号达到40kHz以上时，输出的信号就会出现衰减现象；

当R1=0.1K,R2=1K时，即使输入信号达到1MHz时，输出信号也不会出现衰减现象

（猜想）因为集电极电流增大，会抑制高频信号的衰减（希望老师帮忙解决）

实验改进:

以后在做类似频率较高的晶体管放大的实验时，

（1）在保证集电极电流未达到饱和区时，应尽量减小集电极和发射极电阻（以增大流过集电极和发射极的电流）

（2）用伏频特性更好的晶体管

（1）