晶体管放大器的设计
一、实验目的
1. 熟悉晶体管放大器的工作原理，体会晶体管放大器的作用。 2. 掌握晶体管放大器静态工作点的测试和调整方法以及测量晶体管放大器各项动态性能指标的方法。
3. 学习和掌握设计、调试具体晶体管放大器电路的方法与技能。 二、实验原理 (一) 设计原理
1.工作原理及基本关系式 (1)工作原理。
晶体管放大器中广泛应用如图1所示的电路，该电路称为阻容耦合共射极放大器，它采用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、Rc、Re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I1??IbQ，当温度升高时，IcQ??VeQ??Vbe??IbQ??IcQ?，结果抑制了IcQ的变化，从而获得稳定的静态工作点。
图1 阻容耦合共射极放大器
(2)基本关系式。
当I1??IbQ时，才能保证VbQ恒定，这是工作点稳定的必要条件，一般取
I1?(5~10)IbQ(硅管）???I1?(10~20)IbQ(锗管）?? （1）
负反馈越强，电路的稳定性越好。所以要求VbQ??Vbe，即VbQ=（5~10）
Vbe，一般取
VbQ?(3~5)V(硅管）???VbQ?(1~3)V(锗管）?? （2）
电路的静态工作点有下列关系式确定：
Re?VbQ?VbeIcQ?VeQIcQ （3）
对于小信号放大器，一般取
IcQ?0.5mA~2mA VeQ?(0.2~0.5)VCC
Rb2?VbQI1?VbQ(5~10)IcQRb2? （4）
Rb1?VCC?VbQVbQ （5）
（6）
VceQ?VCC?IcQ(Rc?Re)2. 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R0及通频带BW。对于图1所示电路，各性能指标的计算式与测试方法如下： (1)电压放大倍数
???RLAV???rbeVi?V0? （7）
?=Rc//RL ；rbe为晶体管输入电阻，即 RL rbe?rb?(1??)26(mV)26(mV) （8） ?300??IeQ(mA)IcQ(mA)? 测量电压放大倍数，实际上是测量放大器的输入电压Vi与输出电压V0的值。在波形不失真的条件下，如果测出Vi（有效值）或Vim（峰值）与V0（有效值）或V0m（峰值），则
AV?
?V0V0m?ViVim （9）
(2)输入电阻为
Ri?rbe//Rb1//Rb2?rbe （10） 其测试电路如图2所示。
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
Ri??Rs（信号源内阻），则从信号源获得最大功率。
用“串联电阻法”测得放大器的输入电阻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），如图2所示。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Vs与Vi的值，则有
Rs信号源+VsVi+Ri----图2 输入电阻的测试电路
放大器