共射放大电路的设计

第三章设计型实验

实验一共射极放大器的设计

一．实验目的

1．学会根据一定的技术指标设计单级阻容耦合共射极放大器。

2．学会在计算机上进行电路仿真及验证。

3．练习安装技术，学会检查、调整、测量电路的工作状态。

4．掌握测量放大器的电压放大倍数、频率响应曲线和动态范围的方法。

5．定性了解工作点对输出波形的影响。

二．预习要求

1．复习有关共射极放大器的理论知识，了解共射极放大器静态工作点的选择原则及放大器主要指标的定义及测量方法。

2．根据给出的技术指标计算出放大器电路各元件数值，制定出实验方案，选择实验仪器设备，并在计算机上进行电路仿真，找出元件最佳值。

三．共射极放大器的设计方法

共射极放大器的设计，是指根据技术指标要求，确定电路方案、选择晶体管和直流电源电压，确定静态工作点和电路元件的数值。对于信号幅度较大的放大器，除了应有适当的电压放大倍数外，还应有足够的动态范围（指放大器最大不失真输出信号的峰峰值）。这时对工作点的选择必须考虑外接负载的影响，只有恰当的选择E C、R c和静态工作点Q，才能达到所需的动态范围。

设计一个共射极放大器，通常是给出所要达到的放大倍数A u、负载电阻R L的值、输出电压幅度U om（或动态范围U op-p）和某一温度范围内的工作条件。然后根据这些指标进行电路的设计和参数的计算。

1．动态范围与电路参数的关系

对于图1的放大器，当输出信号的动态范围有一定的要求时，应根据给定的负载电阻

139

140

R L 的值和动态范围U op-p 以及发射极电压U EQ 来选择电源电压E C 、确定直流负载R c 和静态工作点Q 。

图1 共射极放大器电路图

具体步骤如下：

（1） 选择电源电压E C

通常稳定条件为：

U B = （5 ~ 10）U BE （1）

I b1 = （5 ~ 10）I BQ （2）

E C ≥1.5（U op-p +U CES ）+ U EQ （3）

U CES 为晶体管的反向饱和压降，一般小于1V ，计算时取1V ，U EQ ≈ U B 。

（2） 确定直流负载R c

L om CES C c R U U E R ???

? ??--'=2 （4） 其中，E 'C = E C - U EQ

(3) 确定静态工作点Q

I CQ = βI BQ （5）

U CEQ ≈ E C - I CQ R c - U B （6）

另外根据图2所示放大器的电压最大输出范围可得：

U CEQ = U om ＋U CES （7）

141

c

om CES C CQ R U U E I --'=)( （8）

CE

图2 放大器的电压最大输出范围

(4) 偏置电路元件计算公式

11b B C b I U E R -=

（9） 112b B B b B b I U I I U R ≈-=

（10） CQ

BE B EQ E e I U U I U R -≈= （11） 单级放大器的设计方法举例：

设计一个放大器，它的主要技术指标为：

① 电压放大倍数A u ≥80

② 输出电压峰峰值U op-p = 6V

③ 负载电阻R L = 3.6 K Ω

④ 信号源内阻 R s = 600Ω

142

⑤ 带宽?f = 100Hz ~ 100kHz

⑥ 有较好的温度稳定性

设计步骤：

1．确定电路方案，选择晶体管

要求有较好的温度稳定性，放大器的静态工作点必须比较稳定，为此采用具有电流负反馈的共射极放大器，如图1所示。因放大器的上限频率要求较高，故选用高频小功率管3DG6，其特性参数为：

I CM = 20mA ，BU CEO ≥ 20V ，f T ≥ 150MHz ，β = 60。

由于 βU CEO >E C ，I CM > I C 一倍以上，因此可以满足要求。

2．选择电源电压E C

根据（3）式，U EQ ≈ U B =（5～10）U BEQ = 3.5～7 V ，

对于硅管，U EQ = 3～5V ，现取U EQ = 4V ，饱和压降U CES 一般取1V ，于是E C 为： E C ≥ 1.5（U op-p ＋U CES ）＋ U E

= 1.5 ( 6＋1 ) ＋ 4 = 14.5 V

取 E C = 15V

3．计算R c

直流负载电阻R c 与放大倍数、动态范围等都有关系。在本例中，要求有较大的动态范围，故应用下式计算R c 的值：

L om CES C c R U U E R ???

? ??--'=2 其中E 'C =E C －U EQ =15-4=11

3106.323111????

? ??--=c R = 4.8 ? 103Ω

= 4.8k Ω

4．确定静态工作点

静态工作点的电流I CQ 和电压U CEQ 分别为：

c om CES C CQ R U U E I --'=

)( A 31046.18

.43111-?=--= U CEQ = U om +U CES = 3+1 = 4V

143

5．校核放大器倍数：

be L u r R A '-=

β 其中R 'L = R L ∥R c

)

()(26)1(mA I mV r r EQ b b be β++=' Ω

≈Ω=++=k 4.11386

46

.126

)601(300 Ω

?≈?+???=+='33

3

3101.210)6.38.4(106.3108.4)(L c L c L

R R R R R 86

10

4.1101.26033

-≈???-=-=

be L u r R A β 所以A u 值达到指标要求。

6．计算偏置电路元件R b1、R b2与R e 等。

从（2）、（5）式可得： I BQ = I CQ / β，I b1 = 8 I BQ

因要求Q 点较稳定，故I b1取大点，于是：

BQ b I I 81=

βCQ

I 8=

mA

A 195.010195.060

1046.1833=?=??=-- 11b B C b I U E R -=

144

Ω=Ω?=?--=

-k 8.52108.5210195.07

.041533

Ω

=Ω?=?+=

=

-k I U R b BQ b 1.24101.2410195.07.0433

12 Ω

=Ω?=?=

=

-k I U R EQ EQ e 74.21074.21046.1433

其中：U BQ = U EQ + U BEQ = 4+0.7 = 4.7V ； 实验时，R b1可用4.7k Ω 电阻与100 k Ω电位器串联来代替，R b2取24 k Ω，R e 取2.7 k Ω，R c 取4.7 k Ω，R L 为3.6 k Ω。

6． 选择电容C 1、C 2和C e

单级放大器的低频响应是由C 1、C 2和C e 决定的，如果放大器的下限频率f L 已知，可按下列公式估算C 1、C 2和C e ：

F

r R f C be s 61108.0)10~3()1386600(10014.321)10~3()(21)

10~3(-??=+????

=+≥π )(21)

10~3(2L c R R f C +≥π

)36004800(10014.321)10~3(+????= F 61019.0)10~3(-??=

145 F

r R f C be s e 51089.4)3~1()1386600(10014.32601)3~1()(21)

3~1(-??=+???+?

=++≥πβ 取C 1 = C 2 = 10 uF ，C e = 100uF 的电解电容，就可满足要求。

四．实验内容与方法

设计一个单级放大器。其技术指标如下：

① 电压放大倍数A u > 60

② 输出电压峰峰值U op-p = 4V

③ 负载电阻R L = 3K Ω

④ 信号源内阻R s = 600Ω

⑤ 带宽?f = 20Hz ~ 200kHz

⑥ 有较好的温度稳定性。

步骤如下：

（1）根据技术要求选好放大器电路后，计算放大器各元件的参数值。

（2）将设计好的电路先在计算机上仿真，适当改变元件的参数，确定最佳值。

（3）按设计好的电路进行安装、调试与参数测量（参看基础型实验三）。

五．实验报告要求

按以下内容撰写实验报告：

1． 根据给定的指标要求，计算元件参数，列出计算机仿真的结果。

2． 绘出设计的电路图，并标明元件的数值。

3． 实验数据处理，作出A uo ~ f 曲线图。

4． 实验结果分析。

基本共射极放大电路

《基本共射极放大电路》教学设计 课题：第10章放大电路和集成运算放大器 10.1 共发射极单管放大电路 执教人：黄笑颜时间：2013年5月9日星期四上午第一节课 班级：高二（1）班（机电专业） 地点：安庆市第一职业教育中心高二（1）教室 课题：10.1 基本放大电路（第十章放大电路和集成运放）课时：1 课时 课型：新授型 一、教学目标： 1. 知识目标 （1）了解基本共射极放大电路直流通路工作情况。 （2）掌握静态工作点的计算方法。 （3）了解放大电路动态工作原理。 2．能力目标 通过讲解、演示，循序渐进地从简单的放大电路引入，引导学生运用所有电器元件的基本特性逐一分析出放大电路的工作原理。 3. 情感目标 本节内容在第十章里起到开篇的作用，课本第十章介绍的都是模拟电子电路的知识，后面的分压式放大电路，差分放大电路，OCL功率放大电路都是在此基础上慢慢的展现，所以基本共射极放大电路这一开篇电路对于学生学习模拟电路很重要！ 二、教学分析： 1、教材分析： 本节内容的作用和地位： 这一节内容比较抽象，但对于参加对口高考的中职学生来说，这一章又至关重要，对于电子部分来说，放大电路将是所有模拟电路的一个起点。 2、学情分析 我们的学生是中等职业机电学生，对电的认识和理解非常有限，想象力也是非常有限的，只有将复杂的东西简单化，抽象变

的具体才能让学生去认识与接受。 三、过程与方法 1.教学方法设计： 利用多媒体方式，将基本共发射机电路波形特点展示给学生，通过讲解、图形收集、网络资料，建立长期记忆模式。 2.教学流程设计思路: 复习前面放大电路知识→导入新课→基本放大电路的组成→基本放大电路的直流通路→基本放大电路的静态工作点计算→→小结→作业 四、教学重点与难点 2.教学重点和难点： 重点：基本共发射极放大电路的直流通路图。 难点：基本共发射机放大电路的静态工作点的计算。 教学过程： 知识回顾： 1、放大电路的核心元件是什么？那么晶体管的作用是什么？ （找学生回答）：核心元件是晶体管。起到电流放大作业。 2、晶体管电流放大作用的原理是什么？ （找学生回答）：以较小的基极电流控制较大的集电极电流的变化。 3、看FLASH动画，回顾晶体管在放大状态时偏置情况。 集电结反偏，发射结正偏 导入新课： 前面我们已经接触了晶体管放大电路中的多种状态，今天我们要仔细的了解放大电路的元件名称和作用，了解晶体管放大电路静态工作状态和动态工作模式。 新课讲授 对于单管共射极放大电路而 言，其结构包括以下几个部分 首先，给整个放大电路供电的 直流电源

高频单级、两级小信号单、双调谐放大器通信电子电路硬件实验报告

实验一高频（单级、两级）小信号（单、双）调谐放大器 一、实验目的 1、掌握高频小信号调谐放大器的工作原理； 2、掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法。 二、实验内容 1、测量各放大器的电压增益； 三、实验仪器 BT-3扫频仪（选做）一台、20MHz示波器一台、数字式万用表一块、调试工具一套 四、实验基本原理 1、单级单调谐放大器 图1－1 单级单调谐放大器实验原理图 实验原理图如图1－1所示，本实验的输入信号（10.7MHz）由正弦波振荡器模块的石英晶体振荡器或高频信号源提供。信号从TP5处输入，从TP10处输出。调节电位器W3可改变三极管Q2的静态工作点，调节可调电容CC2和中周T2可改变谐振回路的幅频特性。 2、单级双调谐放大器 图1－2 单级双调谐放大器实验原理图 实验原理图如图1－2所示，单级双调谐放大器和单级单调谐放大器共用了一部分元器件。两个谐振回路通过电容C20（1nF）或C21（10 nF）耦合，若选择C20为耦合电容，则TP7接TP11；若选择C21为耦合电容，则TP7接TP12。 3、双级单调谐放大器 图1－3 双级单调谐放大器实验原理图 实验原理图如图1－3所示，若TP5处输入信号的峰峰值为几百毫伏，经过第一级放大器后可达几伏，此信号幅度远远超过了第二级放大器的动态范围，从而使第二级放大器无法发挥放大的作用。同时由于输入信号不可避免地存在谐波成分，经过第一级谐振放大器后，由于谐振回路频率特性的非理想性，放大器也会对残留的谐波成分进行放大。所以在第一级与第二级放大器之间又加了一个陶瓷滤波器（FL3），一方面滤除放大的谐波成分，另一方面使第二级放大器输入信号的幅度满足要求。 实验时若采用外置专用函数信号发生器，调节第一级放大器输入信号的幅度，使第一级放大器输出信号的幅度满足第二级放大器的输入要求，则第一级与第二级放大器之间可不用再经过FL3。 4、双级双调谐放大器 图1－4 双级双调谐放大器实验原理图 实验原理图如图1－4所示，第一级放大器两谐振回路的耦合电容（C20、C21）可选，第二级放大器两谐振回路的耦合电容不可选（固定为C26，1nF），两级放大器之间是否接FL3及相应原因与两级单调谐放大器相同。

共射极基本放大电路分析汇总讲解

教案首页

一、组织教学（3分钟） 二、复习旧课5分钟） 三、导入新课（5分钟） 1.检查学生出勤情况、安全文明生产情况； （包括工作服，绝缘鞋等穿戴情况） 2.课前安全教育；按操作规程要求正确操作电器设备的运行。 1、复习旧知识：（1）放大电路的工作原理。 （提问：简述共发射极放大电路的工作原理。） （2）基本放大电路的工作状态分：静态和动态。 （3）静态工作点的设置。 （提问：设置静态工作点的目的是什么？） 2、启发、提出问题：（1）放大电路设置静态工作点的目的是 为了避免产生非线性失真，那么如何设置静态工作点才能避免非线性失真呢？ （2）放大器的主要功能是放大信号，那怎 样计算放大器的放大能力呢？ 引入新课题：必须学习如何分析放大电路。 课题：§2-2共发射极低频电压放大电路的分析 强调 安全用电 线 路 板 接 通 电 源 连 接 示 波 器 调 R B 观察示波器中输出电压的波形是否失真， 思考，回答 思 考 ， 回 答 讲 授 法 讲 授 法 讲 授 法 稳定课堂秩序，准备上课。 巩固已学知识，为本次课程学习新知识作铺垫。 通过实际生产中的问题引入课程内容，激发学生的求知欲望，达到更好的教学效果。 +U CC + + V C 1 C 2 R B R C u i u o 放大电路的分析方法： 近似估算法； 图解分析法 教师活动 教学方法 设计目的 教学内容与过程 学生活动

四、讲授新课（20分钟） 1、分析静态工作点的估算。 （1） 静态工作点要估算的物理量。 提问：什么是静态工作点？ 回答：当静态时，直流量I B 、I C 、U CE 在晶体管输出特性曲线上 所对应的点称为静态工作点。 提问：要确定静态工作点，必须要计算什么量？ 回答：I B 、I C 、U CE 。 （2） 计算静态工作点的解题步骤。 启发提问：怎样计算I B 、I C 、U CE 呢？ 以例2.1为例子，具体讲解静态的分析解题步骤。 ① 学生阅读例题；（例2.1） ② 画图：共发射极基本放大电路； ③ 提问：什么是直流通路？ 回答：直流电流通过的路径。 ④画出放大器的直流通路。 方法：电容视为开路，其余不变 画图：放大器的直流通路 ⑤ 计算I B ； 适度引导板书课 题 讲解 学生阅读例题； 学生自己画出直流通路 +U CC V R B R C I CQ I BQ U BEQ U CEQ

第三章 §3.1 共射极放大电路习题1--2018-7-10

第三章§ 共射极放大电路习题1 【考核内容】 1． 了解单级低频放大电路的组成和工作原理。 放大电路的基本概念 (1) 放大器的定义 放大电路（amplification circuit ，简写AMP ）也称放大器 ，通常是由晶体三极管、直流电源、电阻以及电容等器件组成的电子电路，作用是将一个微小的交流信号转换成较大 幅值的交流信号。 (2) 放大器的方框图 实用放大器的类型虽然各种各样，但是都可以用一个方框图来表示，如图所示，其中Es 是输入信号源，它代表被放大的弱小电信号；ui 为输入电压，uo 为输出电压，接收放大器输出信号的器件为放大器的负载，一般用等效电阻RL 表示， RL 表示各种形式的实际负载的等效电阻，实际用电设备(例如喇叭、显象管等)，有信号源的一端叫输入端，有负载的一端叫输出端。 *(3)．放大器中电流、电压符号使用规定 ： ① 用大写字母带大写下标表示直流分量，如I B 。② 用小写字母带小写下标表示交流分量，如i b 。 对放大电路的基本要求 1. 要有足够大的放大倍数(电压、电流、功率)。 2. 良好的频率特性. 3. 较小的非线性失真。 足够大的放大倍数 一、放大倍数 放大倍数表征放大电路对微弱信号的放大能力，它是输出信号（Uo 、Io 、Po ）比输入信号增大的倍数，又称增益，常用分贝表示，单位dB 。 i o U U A u = ， i o i I I A =， V I P A A V I V I P P A ?=-==i i o o i o 1. 放大电路的电压放大倍数，定义为输出电压有效值与输入电压有效值之比，它表示放大电路放大信号电压的能 力。 2．放大电路电流放大倍数，定义为输出电流有效值与输入电流有效值之比，它表示放大电路放大电流信号的能力。 3．功率放大倍数，放大电路等效负载RL 上吸收的信号功率（Po =UoIo ）与输入端的信号功率（Pi =UiIi ）之比，定义为放大电路的功率放大倍数。 \ 在实际工作中，为了便于表示和计算，放大器的放大倍数也常用对数形式表示，对数的值称为增益，用“分贝”dB 做单位，当改用“分贝”做单位时，放大倍数就称之为增益，这是一个概念的两种称呼。 电压增益Gu 为：)(dB lg 20i o U U G u =，电流增益Gi 为：)(dB lg 20i o I I Gi = 功率增益G P 定义为：)(dB lg 10i o P P G p = 当放大器的电压放大倍数>1时，其增益用分贝表示为一个正数，为放大电路。 当放大器的电压放大倍数<1时，其增益用分贝表示为一个负数，为衰减电路。 良好的频率特性 如放大电路对不同频率信号的幅值放大不同，就会引起幅度失真。如放大电路对不同频率信号产生的相移不同就会引起相位失真。幅度失真和相位失真总称为频率失真。 .较小的非线性失真 由于此失真是由电路的线性电抗元件（电阻、电容、电感等）引起的，故称为非线性失真。 晶体管工作在非线性区所引起的失真称为非线性失真。产生非线性失真的原因来自两个方面： 共发射极基本放大电路的组成原则 # 单电源共发射极基本放大电路 双电源共发射极基本放大电路 ) 1、固定偏置共发射极放大电路，如图所示： （1）、晶体管T 是整个电路的核心元件，它担负着放大任务，利用输入信号产生微弱的ib 电流，控制集电极ic 变化。 （2）、直流电源EC ，有两个作用，一方面提供负载所需信号的能量；另一方面通过Rb 给晶体管的发射结提供正向偏压，通过RC 给集电结提供反向偏压，EC （一般在几V ～几十V ）。 （3）、基极偏置电阻Rb ：提供基极偏置电压，决定基极偏置电流IB 的大小，称为基极偏置电阻。 选择适当的R b 值，就可使三极管有适当的工作状态（Rb 一般为几十kΩ～几百kΩ）。 （4）、集电极负载电阻Rc ：将集电极电流的变化转换为电压的变化，提供给负载，称为集电极负载电阻，防止输出交流信号被短路，（Rc 一般为几kΩ）； （5）、耦合电容C1、C2的作用是隔断放大电路与信号源、放大电路与负载之间的直流通路，仅让交流信号流通过，即隔直通交。 C1称为输入耦合电容，使信号源的交流信号传送到放大电路输入端。 C2称为输出耦合电容，把放大后的交流信号传送给负载，一般为几微法。 （耦合指信号由第一级向第二级传递的过程，一般不加注明时往往是指交流耦合）。 、 （6）、负载电阻R L ，为放大器输出端的等效电阻，经放大后的信号输出给R L 。 C1、Rb 、EC 及T 的b 、e 极构成信号的输入电路； C2、Rc 、EC 及T 的c 、e 极构成信号的输出电路。 以三极管为核心的基本放大电路，输入信号ui 从三极管的基极和发射极之间输入，放大后输出信号uo 从三极管的集电极和发射极之间输出，发射极是输入、输出回路的公共端，故称该电路为共发射极放大电路。 在分析放大电路时，常以公共端作为电路的零电位参考点，称之为"地"端（并非真正接到大地）。电路图上用"┻"作标记，电路中各点的电压都是指该点对地端的电位差。电压参考正方向规定为上"+"下"－"电流参考正方向规定为流入电路为正，流出电路为负。 【说明】：放大电路放大的本质．．．．．．．．．是能量的控制和转换，在输入信号的作用下，通过放大电路将直流电源的能量转换成负载所获得的能量，使负载从电源获得的能量大于信号源所提供的能量。 2、放大电路的组成原则 （1）、必须有直流电源，电阻适当，同电源配合，使放大管有合适静态工作点（Q 点）。 基极偏置 R b R c V CC C 2 C 1 ＋ ＋ u o … u R L VT ＋ ＋ V BB u o R b R c +V CC C 2 C 1 ＋ ＋ u i ^ R

共射极基本放大电路解读

实验一共射极基本放大电路 一、实验目的 1、掌握放大器静态工作点的调试及其对放大性能的影响。 2、学习测量放大器Q点，Av，r i，r0的方法，了解共射级电路特性。 二、实验环境 1、Electronics Workbench5.12软件 2、器件：有极性电容滑动变阻器三极管信号发生器直流电源示波器 三、实验内容 图1.1为一共射极基本放大电路，按图连接好电路 . . 图1.1 共射极基本放大电路 1、静态分析 选择分析菜单中的直流工作点分析选项（Analysis/DC operating Point），电路静态分析结果如图1.2所示，分析结果表明晶体管Q1工作在放大电路。 . 图1.2 共射极基本放大器的静态工作点 2、动态分析 用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号V i（幅值为5mV，频率为10KHz）用示波器可观察输入、输出信号如图1.3所示，图中V A表示输入电压（电路中的节点4）V B为输出电压（电路中的节点5），由图波形图可观察到电路的输入、输出电压信号反相位关系。

图1.3共射极放大电路的输入、输出波形 由上图可得： 放大器的放大倍数：Av=801.54mv/4.97mv=161.3 理论计算：rbe=300+(1+β)×26mv/I E=300+26mv/I BQ=300+26mv/0.0226mA=1450Ω Av=-βR L′/ r be= 250×1000Ω/1450Ω=172.4 (其中R L′为RL与Rc的并联值，β的值约为250) 实验结果与理论值基本相符 3、频率响应分析 选择分析菜单中的交流频率分析项（Analysis/AC Frequency Analysis）,在交流频率分析参数设置对话框中设定：扫描起始频率为1Hz，终止频率为1GHz，扫描形式为十进制，纵向刻度为线性，节点5做输出节点。分析结果如图2.4所示。 图1.3 共射极基本放大电路的频率响应 由图1.3可得：电路的上限频率（x1）为10.78Hz，下限频率（x2）为23.1MHz，放大器的通频带约为23.1MHz，频率响应图理论结果基本相符。 1、测量放大器的输入、输出电压: （1）输入电阻的测量 在A点与B点之间串接一个2KΩ的电阻，如图1.1，测量 A点与B点的电位就可计算输入电阻Ri。 （2）、输出电阻的测量 用示波器监视，在输出不失真是，分别测量有负载是和无负载时的Vo，即可计算Ro 将上述测量及计算填入下表：

实验四 两级放大电路实验报告

实验四 两级放大电路 一、实验目的 l 、掌握如何合理设置静态工作点。 2、学会放大器频率特性测试方法。 3、了解放大器的失真及消除方法。 二、实验原理 1、对于二极放大电路，习惯上规定第一级是从信号源到第二个晶体管BG2的基极，第二级是从第二个晶体管的基极到负载，这样两极放大器的电压总增益Av 为： 2V 1V 1 i 1 O 2i 2O 1i 2O ,i 2O S 2O V A A V V V V V V V V V V A ?=?==== 式中电压均为有效值，且2i 1O V V =，由此可见，两级放大器电压总增益是单级电压增益的乘积，由结论可推广到多级放大器。 当忽略信号源内阻R S 和偏流电阻R b 的影响，放大器的中频电压增益为： 1be 2 be 1C 1be 1L 11i 1O S 1O 1V r r //R 1 r R V V V V A β-='β-=== 2 be L 2C 2 2be 2L 21O 2O 1i 2O 2V r R //R r R V V V V A β-='β-=== 2 be L 2C 2 1be 2be 1C 12V 1V V r R //R r r //R A A A β?β=?= 必须要注意的是A V1、A V2都是考虑了下一级输入电阻（或负载）的影响，所以第一级的输出电压即为第二级的输入电压，而不是第一级的开路输出电压，当第一级增益已计入下级输入电阻的影响后，在计算第二级增益时，就不必再考虑前级的输出阻抗，否则计算就重复了。 2、在两极放大器中β和I E 的提高，必须全面考虑，是前后级相互影响的关系。 3、对两级电路参数相同的放大器其单级通频带相同，而总的通频带将变窄。 ) dB (A log 20G 式中G G G V u o 2u o 1u uo =+= 三、实验仪器 l 、双踪示波器。 2、数字万用表。 3、信号发生器。 4、毫伏表 5、分立元件放大电路模块 四、实验内容 1、实验电路见图4-1

基本共射极放大电路电路分析

基本共射极放大电路电路分析 3.2.1基本共射放大电路 1.放大电路概念：基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。 a.放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加 强 。 b.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载 。 ■■童■ B r - - ■ :必）iy, :信号 慷： I ■ t>A 放大电路 !?! 2.电路组成:(1)三极管T; (2)VCC :为JC提供反偏电压，一般几?几十伏； (3)RC :将IC的变化转换为Vo的变化，一般几K?几十K。 VCE=VCC-ICRC RC，VCC同属集电极回路。 (4)VBB :为发射结提供正偏。 (习R十一般为儿1 K - JLT- Rb 一般，程骨V開=e7V 当％*宀只￡时； ,V B, I B A (6)Cb1，Cb2 :耦合电容或隔直电容， (7)Vi :输入信号 (8)Vo :输出信号 (9)公共地或共同端，电路中每一点的电位实际上都是该点与公 共端之间的电位差。图中各电压的极性是参考极性，电流的参 考方向如图所示。 其作用是通交流隔直流。

V ⑵输入电阻Ri I ￡黒 b ZC Kt 亡 /〒气 V.V 2^ 3.共射电路放大原理 f' h ： 11 12V 峠变化% %变化 7变化 % 尸％-叫好变化 > %变化 SOOK A 4K TH l/cc /jt 躍—=40w/{ Ic = E h = \ .6rffA J cE = f4v-AVr = -bn y T M = —5 址4 4.放大电路的主要技术指标 放大倍数/输入电阻Ri /输出电阻Ro /通频带 (1)放大倍数 放大电路的输出信号的电压和电流幅度得到 了念大，所以输出功零也龛筋「所肢大.对赦夫电 ffilfilH'W:电压放人侣数；凰=峙电 电流放脸倚tt ： ■半二扫冷 功率ttXMSi ：心=￡『尸=峡!鰹 通常它们蛊;fi 按F 张怙宦义的4放大俗数定 义式中各有其S 如图所示，

共射极基本放大电路分析教(学)案

共射极基本放大电路分析 教学容分析：§2-2共发射极低频电压放大电路的分析中的“近似估算法”：近 似估算静态工作点、电压放大倍数。 教学对象及分析：1、基础知识：学生已基本掌握了共发射极低频电压放大电路 组成及工作原理。 2、分析与理解能力：由于放大电路的工作原理比较抽象，学生对此理解不够深刻，并且动手调试电子电路的能力有待提高。所以本次课堂将结合共发射极低频电压放大电路演示测试方式调动学生的主动性和积极性。 教学目的： 1、了解、掌握放大电路的分析方法：近似估算法； 2、培养学生分析问题的能力。 3、培养学生耐心调试的科学精神。 教学方法：演示法、启发法、讲练结合法 教具准备：分压式偏置放大电路实验板、示波器、万用表。 教学重点： 1、共射极放大电路的静态工作点的估算； 2、放大器的电压放大倍数的估算。 教学难点：静态工作点的估算。 教学过程： 一、复习及新课引入： 1、复习旧知识：（1）放大电路的工作原理。 （提问：简述共发射极放大电路的工作原理。） （2）基本放大电路的工作状态分：静态和动态。 （3）静态工作点的设置。 （提问：设置静态工作点的目的是什么？） 2、启发、提出问题：（1）放大电路设置静态工作点的目的是为了避免产生非线 性失真，那么如何设置静态工作点才能避免非线性失真呢？ （2）放大器的主要功能是放大信号，那怎样计算放大器的放 大能力呢？ 引入新课题：必须学习如何分析放大电路。

板书设计： §2—2 共发射极放大电路的分析

一、近似估算法 1．静态工作点的估算。 2．电压放大倍数的估算： （1） 目的：计算I B 、I C 、U CE 。 （1）目的：计算A u 、R i 、R o 。 （2） 步骤： （2）步骤： ①画直流通路。 ①画交流通路。 ②计算I B 、I C 、U CE 。 ②计算A u 。 改进措施：强调三极管的非线性，分析非线性元件电量计算的特点。 u o i c +U CC I +U CC 2 放大电路的分析方法： 近似估算法； 图解分析法

阻容耦合两级放大电路

模拟电子技术综合实验报告 姓名： 学号： 班级： 课程设计名称：阻容耦合两级放大电路 实验室(中心)：电子电工实验室 指导教师： 设计完成时间：年月日

一、设计目的 一、设计目的与要求 （一）目的 1、在multisim中设计仿真一个阻容耦合两级放大电路，要求信号源频率10kHZ（有效值1mv），电压放大倍数100。（可以用单管放大电路构成两级电路，也可以用运放构成两级电路） 2、给电路引入电压串联负反馈 （二）要求 1、在multisim中设计仿真一个阻容耦合两级放大电路，要求信号频率10kHZ （有效值1mv），电压放大倍数100。（可以用单管放大电路构成两级电路，也可以用运放构成两级电路） 2、给电路引入电压串联负反馈: (1)测量负反馈接入前后电路放大倍数、输入输出电阻和频率特性； (2)改变输入信号幅度，观察负反馈对电路非线性失真的影响。 二、设计任务

1、在multisim 中设计仿真一个阻容耦合两级放大电路，要求信号源频率10kHZ （有效值1mv ），电压放大倍数100。（可以用单管放大电路构成两级电路，也可以用运放构成两级电路） 2、给电路引入电压串联负反馈: (1)测量负反馈接入前后电路放大倍数、输入输出电阻和频率特性； (2)改变输入信号幅度，观察负反馈对电路非线性失真的影响。 要求得到的数据： （1）静态工作点； （2）接入负反馈前后电路放大倍数、输入输出电阻； （3）验证 F f 1 A ； （4）测试接入负反馈前后两级放大电路的频率特性； （5）测试接入负反馈前后，电路输出开始失真时对应的输入信号幅度。 三、设计方案分析 1．概述 放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端，成为阻容耦合方式。由于电容对滞留的阻抗为无穷大，因而阻容耦合放大电路各极之间的直流通路各不相痛，各级的静态工作点相互独立，求解或实际调试Q 点时可以按单级处理，所以电路的分析，实际和调试简单易行，而且，只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前级的输出信号就可以几乎没有衰减地传递到后级的输入端，因此，在分立元件电路中阻容耦合方式的到非常广泛的应用。 其优点是由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作点相互独立，独立估算；电路的分析、设计和调试方便；电容对交流信号几乎不衰减；缺点是低频特性变差；大电容不易集成。 同时，负反馈在电子线路中有着非常广泛的应用，采用负反馈是以降低放大倍数为代价的，目的是为了改善放大电路的工作性能，如稳定放大倍数、改变输入和输出电阻、减少非线性失真、扩展通频带等，所以在实用放大器中几乎都引入负反馈。 2．两级阻容耦合及负反馈放大电路系统设计 （1）原理分析： 阻容耦合放大器（图1）是一种最常见多级放大器其电路。

两级交流放大电路(有数据)

实验二两级交流放大电路 一、实验目的 1、掌握如何合理设置静态工作点。 2、学会放大电路频率特性测试方法。 3、了解放大电路的失真及消除方法。 二、实验仪器 1、双踪示波器。 2、数字万用表。 3、信号发生器。 三、实验电路原理 图两级交流放大电路 阻容耦合式的多级放大电路是多级放大器中常见的一种，其特点是它们的各级直流工作点相互独立。可分级进行调整；它只能放大交流信号不能放大直流信号。由于各级大多采用工作点稳定电路，使得整个放大器的性能比较稳定。 在阻容耦合多级放大器中，由于输出级的输出电压和输出电流都比较大，因而输出级的静态工作一般都设置在交流负载线的中点，这样能获得最大动态范围或最大不失真输出电压幅值。两级阻容耦合放大器逐级对输入信号进行放大，前级的输出电压作为后级的输入电压，即两级放大器的总电压放大倍数等于各级放大倍数的乘积。 在两级阻容耦合放大器中，放大器的放大倍数将随着信号频率的变化而变化。当信号频率升高或降低时，放大倍数均有较大幅度的下降。 放大器的通频带表明放大电路对不同频率信号的适应能力。放大器的通频带越宽，表明对信号频率的适应能力越强。 四、实验内容及结果分析 1、设置静态工作点 (1)按图接线，注意接线尽可能短。 (2)静态工作点设置：要求第二级在输出波形不失真的前提下幅值尽

量大，第一级为增加信噪比，工作点尽可能低。 (3)在输入A 端接入频率为1KHz 幅度为100mV 的交流信号(一般采用实验箱上加衰减的办法，即信号源用一个较大的信号。例如100mV ，在实验板上经100:l 衰减电阻衰减,降为lmV)，使V i1为1mV ，调整工作点使输出信号不失真。 2、按表要求测量并计算，注意测静态工作点时应断开输入信号。 表 p R p R R 空载： 带载：

基本共射极放大电路的工作原理

基本共射极放大电路的工作原理 (1)共射组态基本放大电路的组成<?xml:namespace prefix = o /> 共射组态基本放大电路如图1所示。 图1共射组态交流基本放大电路 基本组成如下： 三极管T——起放大作用。 负载电阻RC，RL——将变化的集电极电流转换为电压输出。

偏置电路VCC，Rb——使三极管工作在线性区。 耦合电容C1，C2——输入电容C1保证信号加到发射结，不影响发射结偏置。输出电容C2保证信号输送到负载，不影响集电结偏置。 (2)静态和动态 静态—时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。 动态—时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通路和交流通路。 (3)直流通路和交流通路 放大电路的直流通路和交流通路如图2中（a），（b）所示。 直流通路，即能通过直流的通路。从C、B、E向外看，有直流负载电阻、Rc、Rb。

交流通路，即能通过交流的电路通路。如从C、B、E向外看，有等效的交流负载电阻、Rc//RL、Rb。 直流电源和耦合电容对交流相当于短路。因为按迭加原理，交流电流流过直流电源时，没有压降。设C1、C2足够大，对信号而言，其上的交流压降近似为零，在交流通路中，可将耦合电容短路。 (a)直流通路(b)交流通路 图2基本放大电路的直流通路和交流通路 (4)放大原理

输入信号通过耦合电容加在三极管的发射结，于是有下列过程： （5）静态工作状态的计算分析法 根据直流通路可对放大电路的静态进行计算

多级放大电路习题参考答案

第四章多级放大电路习题答案3.1学习要求 （1）了解多级放大电路的概念，掌握两级阻容耦合放大电路的分析方法。 （2）了解差动放大电路的工作原理及差模信号和共模信号的概念。 （3）理解基本互补对称功率放大电路的工作原理。 3.2学习指导 本章重点： （1）多级放大电路的分析方法。 （2）差动放大电路的工作原理及分析方法。 本章难点： （1）多级放大电路电压放大倍数的计算。 （2）差动放大电路的工作原理及分析方法。 （3）反馈的极性与类型的判断。 本章考点： （1）阻容耦合多级放大电路的静态和动态分析计算。 （2）简单差动放大电路的分析计算。 3.2.1多级放大电路的耦合方式 1．阻容耦合 各级之间通过耦合电容和下一级的输入电阻连接。优点是各级静态工作点互不影响，可单独调整、计算，且不存在零点漂移问题；缺点是不能用来放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号，且不能在集成电路中采用阻容耦合方式。 静态分析：各级分别计算。

动态分析：一般采用微变等效电路法。两级阻容耦合放大电路的电压放大倍数为： 其中i2L1r R =。 多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻，输出电阻就是最后一级的输出电阻。 2．直接耦合 各级之间直接用导线连接。优点是可放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号时，且适宜于集成；缺点是各级静态工作点互相影响，且存在零点漂移问题，即当0i =u 时0o ≠u （有静态电位）。引起零点漂移的原因主要是三极管参数（I CBO ，U BE ，β）随温度的变化，电源电压的波动，电路元件参数的变化等。 3.2.2差动放大电路 1．电路组成和工作原理 差动放大电路由完全相同的两个单管放大电路组成，两个晶体管特性一致，两侧电路参数对称，是抑制直接耦合放大电路零点漂移的最有效电路。 2．信号输入 （1）共模输入。两个输入信号的大小相等、极性相同，即ic i2i1u u u ==。在共模输入信号作用下，电路的输出电压0o =u ，共模电压放大倍数0c =A 。 （2）差模输入。两个输入信号的大小相等、极性相反，即id i2i12 1u u u =-=。在共模输入 信号作用下，电路的输出电压o1o 2u u =，差模电压放大倍数d1d A A =。 （3）比较输入。两个输入信号大小不等、极性可相同或相反，即i2i1u u ≠，可分解为共模信号和差模信号的组合，即： 式中u ic 为共模信号，u id 为差模信号，分别为： 输出电压为： 3．共模抑制比 共模抑制比是衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力的重要指标，定义为A d 与A c 之比的绝对值，即： 或用对数形式表示为：

基本共射极放大电路电路分析

基本共射极放大电路电路分析 基本共射放大电路 1.放大电路概念：基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。 a.放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。 b.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。 2.电路组成:(1)三极管T; (2)VCC：为JC提供反偏电压，一般几~几十伏; (3)RC：将IC的变化转换为Vo的变化，一般几K~几十K。 VCE=VCC-ICRC RC，VCC同属集电极回路。 (4)VBB：为发射结提供正偏。 (6)Cb1，Cb2：耦合电容或隔直电容，其作用是通交流隔直流。 (7)Vi：输入信号 (8)Vo：输出信号 (9)公共地或共同端，电路中每一点的电位实际上都是该点与公

共端之间的电位差。图中各电压的极性是参考极性，电流的 参考方向如图所示。 3.共射电路放大原理 4.放大电路的主要技术指标 放大倍数／输入电阻Ri／输出电阻Ro／通频带 (1)放大倍数

(2)输入电阻Ri (3)输出电阻Ro

(4)通频带 问题1：放大电路的输出电阻小，对放大电路输出电压的稳定性是否有利？ 问题2：有一个放大电路的输入信号的频率成分为100Hz~10kHz，那么放大电路的通频带应如何选择？如果放大电路的通频带比输入信号的频带窄，那么输出信号将发生什么变化？ 放大电路的图解分析法 1.直流通路与交流通路 静态：只考虑直流信号，即Vi=0，各点电位不变（直流工作状态）。 动态：只考虑交流信号，即Vi不为0，各点电位变化（交流工作状态）。 直流通路：电路中无变化量，电容相当于开路，电感相当于短路。 交流通路：电路中电容短路，电感开路，直流电源对公共端短路。 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通道和交流通道。 直流通路

三极管两级放大器设计.doc

方案分析： 两级放大的参数选取能在不失真的情况下尽可能的放大小信号，所以，两级放大的参数极为重 要。 电路分析： 图 4-1 三极管两级放大器 I b 1 V cc U BE1 U BE1 R6；I c1 I b1 , I e1 (1 ) I b 1； R2 (1 )( R5 R6) R3 R5 静态工作点：由公式 U ce1V cc I c1 R 4 I e1 (R 5 R 6 ) ；可求出Q1的静态工作点，即Ube1等于 7V，由于 Q1和 Q2间是电容耦合，所以两个晶体管的静态工作点不相互影响，由公式 V cc U be2 I b 2 R7(1)( R10 Q2 的静态工作点电容相当于短路， U be2 R11 ) R8 R10 R11 I c2 I b 2 , I e 2 (1 ) I b 2； U ce2 V cc I c 2 R 9 I e 2 (R 10 R 11 ) 可算出Ube2 为 6V。图中的电容C2， C4， C6 均为滤波电容，画出微变等效电路， 图 4-2微变等效电路 U o R4 (R9 // R L ) A r be1 R5 ? R10 所以电容C9 和 C10的作用就提高放大倍数， U i r be2 ，如果电路接入 RL，则放大倍数会减小。

Multisim仿真： 仿真图： 图 4-3两级放大nultisim仿真 图 4-4 5mV 1kHz函数发生器图4-5交流电流表 图 4-6 Ic1电流值图4-7 Uce1电压值

图 4-8 Ic2电流值图4-9Uce2电压值 图 4-10无负载的输出电压Uo图4-11有负载的输出电压Uo 无负载的放大倍数：328 倍有负载的放大倍数：197 倍

基本共射极放大电路电路分析

基本共射极放大电路电路分析 3.2.1 基本共射放大电路 1. 放大电路概念：基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。 a.放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。 b.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。 2. 电路组成:(1)三极管T; (2)VCC：为JC提供反偏电压，一般几~ 几十伏; (3)RC：将IC的变化转换为Vo的变化，一般几K~几十K。 VCE=VCC-ICRC RC ，VCC 同属集电极回路。 (4)VBB：为发射结提供正偏。 (6)Cb1，Cb2：耦合电容或隔直电容，其作用是通交流隔直流。 (7)Vi：输入信号 (8)Vo：输出信号 (9)公共地或共同端，电路中每一点的电位实际上都是该点与公 共端之间的电位差。图中各电压的极性是参考极性，电流的 参考方向如图所示。

3. 共射电路放大原理 4. 放大电路的主要技术指标 放大倍数／输入电阻Ri／输出电阻Ro／通频带(1) 放大倍数 (2) 输入电阻Ri

(3) 输出电阻Ro (4) 通频带

问题1：放大电路的输出电阻小，对放大电路输出电压的稳定性是否有利？ 问题2：有一个放大电路的输入信号的频率成分为100 Hz~10 kHz，那么放大电路的通频带应如何选择？如果放大电路的通频带比输入信号的频带窄，那么输出信号将发生什么变化？ 3.2.2 放大电路的图解分析法 1. 直流通路与交流通路 静态：只考虑直流信号，即Vi=0，各点电位不变（直流工作状态）。 动态：只考虑交流信号，即Vi不为0，各点电位变化（交流工作状态）。 直流通路：电路中无变化量，电容相当于开路，电感相当于短路。 交流通路：电路中电容短路，电感开路，直流电源对公共端短路。 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通道和交流通道。 直流通路 交流通路

功率放大器原理图

电路图中的放大电路 发布:2011-8-30|作者:——|来源:caihuiliu|查看:482次|用户关注： 电路图中的放大电路能够把微弱的信号放大的电路叫做放大电路或放大器。例如助听器里的关键部件就是一个放大器。放大电路的用途和组成放大器有交流放大器和直流放大器。交流放大器又可按频率分为低频、中源和高频；接输出信号强弱分成电压放大、功率放大等。此外还有用集成运算放大器和特殊晶体管作器件的放大器。它是电子电路中最复杂多变的电路。但初学者经常遇到的也只是少数几种较为典型的放大电路。读放大电路图时也还是按照“ 电路图中的放大电路 能够把微弱的信号放大的电路叫做放大电路或放大器。例如助听器里的关键部件就是一个放大器。 放大电路的用途和组成 放大器有交流放大器和直流放大器。交流放大器又可按频率分为低频、中源和高频；接输出信号强弱分成电压放大、功率放大等。此外还有用集成运算放大器和特殊晶体管作器件的放大器。它是电子电路中最复杂多变的电路。但初学者经常遇到的也只是少数几种较为典型的放大电路。 读放大电路图时也还是按照“逐级分解、抓住关键、细致分析、全面综合”的原则和步骤进行。首先把整个放大电路按输入、输出逐级分开，然后逐级抓住关键进行分析弄通原理。放大电路有它本身的特点：一是有静态和动态两种工作状态，所以有时往往要画出它的直流通路和交流通路才能进行分析；二是电路往往加有负反馈，这种反馈有时在本级内，有时是从后级反馈到前级，所以在分析这一级时还要能“瞻前顾后”。在弄通每一级的原理之后就可以把整个电路串通起来进行全面综合。 下面我们介绍几种常见的放大电路。 低频电压放大器 低频电压放大器是指工作频率在20赫～20千赫之间、输出要求有一定电压值而不要求很强的电流的放大器。 （1）共发射极放大电路

第4讲基本共射极放大电路的静态分析

课题：基本共射极放大电路的静态分析 课型：讲练结合 教学目的： 知识目标： 1. 熟悉基本共射极放大电路的组成、特点、工作原理 2. 掌握基本共射极放大电路的静态分析。 技能目标： 学会基本共发射极放大电路静态工作点的调试方法。 教学重点、难点： 重点：基本共发射极放大电路的静态分析 难点：基本共发射极放大电路的静态分析 复习与提问： 1、三极管有哪几种工作状态？ （在黑板上画出三极管的输出特性图并提问让学生指出相应的区域） 2、在模拟电子电路中三极管通常工作在什么区？ 教学过程： ,也就引子：我们知道在模拟电路中，三极管通常都工作在放大区，那么如何保证三极管始终工作在放大区 是让发射结正偏、集电结反偏？这节课我们主要来解决这个问题. （在黑板上画出基本共射放大电路，进行讲解）我们来看下这个电路. 、基本共射极放大电路 1、电路图

° 十Ucc 2、电路组成元件及作用 （1）三极管V ：具有电流放大作用，是放大器的核 心元件。不同的三极管有不同的放大倍数。 产生放大作用的外部条件是：发射结为正向电压偏置，集电结为反向电压偏置。 (2) 集电极直流电源 U cC 确保三极管工作在放大状态。 (3) 集电极负载电阻RC:将三极管集电极电流的变化转变为电压变化，以实现电压放大。 (4) 基极偏置电阻RB:为放大电路提供基极偏置电压。 (5) 耦合电容C i 和C 2:隔直流通交流。 电容C i 和C 2具有通交流的作用，交流信号在放大器之间的传递叫耦合， C i 和C 2正是起到这种作用，所 以叫作耦合电容。C i 为输入耦合电容，C 2为输出耦合电容。 电容C i 和C 2还具有隔直流的作用，因为有 C 和C 2，放大器的直流电压和直流电流才不会受到信号源和 输出负载的影响。 3?放大器的工作原理(这部分知识先在这里讲解，具体的实际操作能力在动态分析的测试中再进行) (1) ui 直接加在三极管 V 的基极和发射极之间，引起基极电流 i B 作相应的变化。 (2) 通过V 的电流放大作用，V 的集电极电流i C 也将变化。 (3) i C 的变化引起V 的集电极和发射极之间的电压 U CE 变化。 (4) u CE 中的交流分量u ce 经过C 2畅通地传送给负载 R L ，成为输出交流电压 uo,，实现了电压放大作用。 二、基本共射放大电路的静态分析(先理论后实践的方法来实现) 我们看到在这个放大电路中，即有交流信号也有直流信号，为了便于分析和理解，我们将分别对这两个 信号在放大电路中的作用进行分析。我们先来学习只有直流信号作用时的放大电路。我们将这种状态叫 静态。 Rc O- + R B C I ■ C 2 K EV R L U o

CMOS两级运算放大器-设计分析报告

CMOS两级运算放大器-设计报告

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CMOS两级运算放大器设计及仿真 实验报告 班级： 学号： 姓名： 日期：

一、运算放大器设计简介 运算放大器是许多模拟及数模混合信号系统中一个十分重要的部分。各种不同复杂程度的运放被用来实现各种功能：从直流偏置的产生到高速放大或滤波。 运算放大器的设计可分为两个步骤。第一步是选择或搭建运放的基本结构，绘出电路结构草图。确定好的电路结构不能轻易修改。 运算放大器的电路结构确定之后需要选择直流电流，手工设计管子尺寸，以及设计补偿电容等关键参数。为了满足运放的交流和直流需要，所有管子必须设计出合适尺寸。在手工计算的基础上，运用CandenceVirtuoso电路设计软件进行图形绘制，参数赋值，仿真分析。在分析仿真结果的基础上判断电路是否符合设计要求。若不符合，再回到手工计算，调试电路。 二、设计目标 电路参数要求： (1)直流或低频时的小信号差模电压增益 Avd = 4000V/V(72dB) (2)增益带宽积 GBW = 10MHz (3)输入共模电压范围 Vcm,min = 0.4V，Vcm,max = 1.5V (4)输出电压摆幅 0.2V < Vout < 1.5V (5)相位裕度 PM = 60 (6)负载电容 CL = 1pF (7)电源电压 VDD = 1.8V 使用CMOS-90nm工艺库。

三、电路设计 1.电路结构 最基本的CMOS二级密勒补偿运算跨导放大器的结构如下图所示。主要包括四大部分：第一级双端输入单端输出差分放大级、第二级共源放大级、直流偏置电路及密勒补偿电路。 2.电路描述 输入级放大电路由PM0、PM2、NM1、NM3组成，其中PM0与PM2组成电流源偏置电路，NM1与NM3组成差分放大电路，输入端分别为IN1和IN2，单端输出。如下图所示。