放大电路设计

共射放大电路1设计要求:电压增益：大于80倍（带载）输出电压有效值=2.5V频率范围：20Hz~100kHz输入阻抗：1kΩ负载：6kΩ输入信号频率：1kHz2设计原理：共射放大电路既能放大电流又能放大电压，常作为低频放大电路的单元电路，通过来调节静态工作点和提供偏置，利用的直流负反馈作用，来稳定静态工作点，利用晶体管的电流放大作用，通过转换成电压的变化，从而实现电压的放大输出。设计电路图3设计过程：3.1电源的选择：最少5+（1V～2V）=6V～7V考虑到输出电压较大，所以𝑉选取18V。3.2信号源的选择：设计要求为输出电压为不小于2.5V，放大倍数不小于80倍，因此信号源参数的选择为50mV，共射放大电路常作为低频电压放大电路的单元电路，故在此选取频率为1khz3.3晶体管的选择：考虑晶体管的耐压值：要求𝑈be、𝑼𝐜𝐞两端电压大于18V，当电路发生短路时不至于把三极管烧坏。根据经验选取通过Rc的电流为3mA，管耗：𝑃𝑐=𝑈ce×𝐼𝑐=4.643*3mA=0.014mW，在为满足要求下我们选取2N2221型三极管。3.4元器件及参数的选择：①Rc与Re的选择Re两段电压为0.2Vcc=3.6VRe=0.2Vcc/3mA≈1.2kΩ取电压增益为80，有公式Au=β(Rc//Rl)/rbe+(1+β)Re=80解得Rc≈3kΩ②𝑹𝟏与𝐑𝟐的选取由公式𝐼𝑏=𝐼𝑐÷β=37mA，当𝐼=5𝐼𝑏,此时𝐼≈𝐼设𝐼≈𝐼=0.3mA𝑈𝐵𝑄=𝑈𝐵𝐸+𝐼𝑐×=4.5V𝑈𝐵𝑄=[R/(+R)]×𝑉联立上式得出：R≈3:1我们选取=50kΩR=20kΩ③静态工作点的设置当𝑈𝑄≈0.5𝑉时，电路处于最佳状态，在设计电路时尽量使𝑈𝑄约等于9V，同时也利用的直流负反馈作用稳定静态工作点。④电容的选择截止频率：𝑓𝑐=12piRC⁄R为输入阻抗，当信号源的频率较低时，不但放大倍数的数值会变小，而且还将产生超前或滞后的相移。𝐶的选取为47uf,此时信号源的频率远远大于截止频率，不会影响放大倍数和产生相移。元器件规格表4性能测试：在不失真的情况下电路电压的放大倍数≈85，输出电压符合不小于2.5V，输入阻抗𝑖≈/R/(𝑟𝑏+(1+β)测试数据测试波形元器件类型参数𝑹𝟏电阻50k𝐑𝟐电阻20KRc电阻3KRe1电阻10Re2电阻1.2K𝑪𝟏电容47uf𝑪𝟐电容50uf𝑪𝟑电容47uf𝑽𝑪𝑪直流源18V信号源信号源50mV1khz晶体管三极管2N2215总结反思：这个阻容式耦合共射放大电路，是我们设计时间最长的一个电路，老师给的要求多了一些，这便使我们在设计过程中需要考虑多方面的因素，往往一个小小参数的变动就会很大程度的影响结果，主要有放大倍数，截止失真，饱和失真，三方面的因素，在小组的共同努力下，一一克服了问题，因此在设计的过程中我们更加理解了电路的基本原理，了解了每一个元器件在电路中所起的作用。这个电路设计是我们一致同意的设计方案，可能存在瑕疵，希望老师多多指正。射极跟随器1设计要求：最大输出电压：5V最大输出电流：2.5mA负载：1kΩ频率特性：任意输出输入阻抗：任意2设计原理：设计电路图根据共集放大电路的原理特性，输入阻抗大，输出阻抗小，电压放大倍数接近于1，即该电路输出输入信号大致相同，输出信号随输入信号的变化而变化，具有“跟随”的作用。3设计过程：3.1电源的选择：Vcc=15V。3.2信号源的选择：因为共集放大电路多用于多级放大电路的输入级和输出级，故信号源的电压需足够大，在满足要求的前提下，选取1V,1khz为信号源的参数。3.3三极管的选择：考虑耐压𝑈𝐸𝑂15，𝑈𝐵𝐸𝑂15，当电路短路时不会烧坏三极管。设𝐼𝑐=10mA，三极管功耗𝑃=𝑈ce×𝐼𝑐=75mW，选择的2N2221三极管符合上述要求。3.4元器件及参数的选择：①先确定当𝑈𝑄=0.5Vcc时，放大电路处于最佳放大状态，由此可以求得=7.5𝑉10𝑚A⁄=750Ω②𝑏的选择由𝐼𝑏=𝐼𝑐/β=0.1mA，可得出𝑏=（Vcc-𝑈𝑅-𝑈beo）/𝐼𝑏≈60kΩ,③电容的选择截止频率：𝑓𝑐=12piRC⁄R为输入阻抗，当信号源的频率较低时，不但放大倍数的数值会变小，而且还将产生超前或滞后的相移。𝐶的选取为50uf,此时信号源的频率远远大于截止频率，不会影响放大倍数和产生相移。元器件规格表元器件类型参数𝑹𝒃电阻60k𝐑𝒆电阻750𝑹𝑳电阻1K𝑪𝟏电容50uf𝑪𝟐电容20uf𝑽𝑪𝑪直流源15V信号源信号源1V1khz晶体管三极管2N22214性能测试：电压基本不放大：输入电压为1V，输出电压为992.721mV，电流放大倍数：输入电流为36.297uA，输出电流为995.004mA，实现了电流放大倍数约27.4倍，符合最大输出电压不大于5V,和最大不输出电流不大于2.5mA。5总结反思：在设计过程总是会遇到饱和失真和截止失真的问题，和电子元器件参数选择的问题，模拟电子技术理论参数与实际设计过程中有很大的误差，这也使我们在设计电路中遇到很大的麻烦，不过，为了让我们的设计更加完善，更加符合设计标准，我们也多次查阅指导书和翻阅课本，学习到了一些课堂上不是很清楚的问题，因此我们的收获很大。整个设计我们小组基本还满意，不过我们的能力有限，难免会出现错误，还望老师指正，由此我们更能了解自己的不足，以便课后加以弥补。差分放大线路1设计要求：电压增益：尽可能大；最大输出电压：1V；频率特性：任意；输入阻抗：10K欧；输出阻抗：任意。2设计原理：根据差分放大电路的原理特性，对共模信号有很强的抑制作用，对差模信号有很强的放大作用，电路元器件参数理想对称。设计电路图3设计过程:3.1恒流源的选择：𝑉=12V𝑉𝐸𝐸=-6V，双电源作用，使信号变化幅度加大。3.2信号源的选择：20mV1khz。3.3三极管的选择：考虑耐压𝑈𝐸𝑂12，𝑈𝐵𝐸𝑂12，当电路短路时不会烧坏三极管。设𝐼𝑐=1mA，三极管功耗𝑃=𝑈ce×𝐼𝑐=4.28mW，选择的2N2218三极管符合上述要求。且为保证元件理想对称性，所以三极管的选择相同3.4元器件及参数的选择：先确定𝑹𝒆RE对共模信号有抑制作用，）RE对差模信号相当于短路由回路方程𝐼𝐵𝑄𝑏+𝑈𝐵𝐸𝑄+2𝐼𝐸𝑄=𝑉𝐸𝐸通常情况下𝑏的阻值很小（很多情况下为信号源的内阻）而且𝐼𝐵𝑄也很小。所以𝑏上的电压可以忽略不计，故可求得≈2.5k，𝑹𝒃𝟏𝑹𝒃𝟐的确定由于𝑏和𝑟be决定输入阻抗，为满足输入阻抗为10k，故此处选择𝑏=𝑏=3k𝑹𝑪𝟏𝑹𝑪𝟐确定为保证静态工作点𝑈𝑄≈0.5𝑉,+𝑉𝐸𝐸,且为保证放大倍数，故此选取==8k元器件规格表信号源信号源20mV1khz晶体管三极管２Ｎ２２１８4性能测试在不失真的情况下基本实现了放大倍数约为26倍测试数据元器件类型参数𝑹𝟏电阻3k𝐑𝟐电阻3k𝑹𝟑电阻2.5K𝑹𝟒电阻8k𝑹𝟓电阻8k𝑹𝟔电阻2k𝑽𝐂𝐂直流源12V𝑽𝑬𝑬直流源-6V波形图5结论和展望：通过Multisim软件对差分放大电路的分析与仿真得出以下结论：5.1差分放大电路能够有效地抑制直接耦合放大电路中的零点漂移现象；5.2差分放大电路能够有效地抑制共模输入信号；5.3差分放大电路能够放大差模信号