三电系魔法师成长之路—仪器仪表学习设计一个五倍共射放大器 _共发射极放大电路

一、用途
放大器顾名思义是用来放大的器件，是用来将小信号放大为大信号的。就像璐璐的终极技能“野蛮生长”，将英雄属性变强，体型变大，放大器就能够将0.1V的小信号提高为1V 。
二、放大电路的设计 ①在进行设计时，要明确“制作什么性能的电路” 。
? 共射极放大电路的设计规格
电压增益5（14dB）倍
最大输出电压
【三电系魔法师成长之路—仪器仪表学习设计一个五倍共射放大器】5Vp-p
频率特性
任意
输入输出阻抗
任意
本次放大电路采用的是共发射极放大电路，将基极作为小信号输入端，集电极作为大信号输出端，发射极作为接地端。共射放大电路既能放大电流又能放大电压，其输入与输出反相；输出阻抗较大，频带较窄，在高频时放大倍数小，适合做低频电压放大电路。本次电路设计对频率和输入输出阻抗没有要求，同时我也是在入门阶段，所以我选择共射放大电路，来完成本次实验。
②确定Rc与Re
在共射放大电路中，电路放大倍数是由Rc与Re之比来决定的，Av=5，所以取Rc：Re = 5：1 。由于三极管Vbe 电压会随温度变化而变化的特性，当Vbe发生变动时，发射极电位也要变动，集电极电流也发生变化，所以Re的直流压降必须在1V以上，再结合最大输入电压，本次实验我们取Re上的压降为2V 。根据三极管的频率特性或噪声特性，确定发射极电流为Ie=Ic=1mA 。所以Re为2K欧姆，Rc为10K欧姆.
注意，当Rc过大时，集电极电位下降，输出电压靠近发射极电压，易消去下侧波形，形成饱和失真；当Rc过小，集电极电位上升，靠近电源电压，易消去输出波形上侧，形成截至失真；当发生失真时，可以通过调整Ve或者Ic求出Rc与Re，最好的办法是将集电极电位Vc设定在Vcc与Ve的中点，Vc=VCC-Ic*Rc 。
③确定电源电压
为了保障集电极电流流动，由于Re上最低加1~2V的电压，所以VCC=6或者7V，这里我们可以取12或者15V，这会直接影响最大输入电压。所以我们也要根据信号大小选择。
④确定三极管

文章插图
由于VCC为15V，集电极电压-基极电压的最大额定值要大于15V；由于我常用NPN型三极管，所以本次也选择了NPN型三极管。
⑤确定R1与R2偏置电路
由于Ve=2V所以Vb=Ve+0.6=2.6V；
R2上的压降为2.6V，R1为12.4V；这里要设电流放大倍数β为200，基极电流就为0.005mA，要取一个大的多的基极电流（10倍左右），这里Ib取0.1mA,所以R1=124K欧姆，R2=26K欧姆，在保障R1:R2不变的情况下，本次选择R=100K欧姆，R2取22K欧姆。
⑥确定耦合电容C1与C2
由于交流信号中会存在小的直流信号，此直流信号会导致输出信号失真，C1与C2的作用就是将基极或集电极直流电压截去，仅让交流成分通过。
C1与输入阻抗、C2与输出端的负载电阻形成高通滤波器。当C1与C2取得很小时，难于通过低频信号。此处取C1=C2=10uF 。C2得取值也会受到负载的影响。
⑦确定电源去耦电容C3与C4
电源本身存在一定阻抗，C3与C4用于降低电源对GND的交流阻抗作用，C3与C4也被称为旁路电容，当没有这个电容时，交流特性不够优良，甚至会出现振荡。
C3取小电容0.1uF,使得在高频时，阻抗小。
C4取大电容10uF，使得在低频时，阻抗大。
在制作PCB是，C3 C4的连接导线尽量要短。
取C3与C4并联可取得很宽频率范围内降低阻抗，C3与C4也可以被称为电路工作的”保险金“，在实际装配电路时，如果能加入旁路电容，那么你就已经加入高手行列了。

三 电系魔法师成长之路—仪器仪表学习设计一个五倍共射放大器

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