三极管两级放大器设计

两级放大电路实验报告两级放大电路实验报告引言在电子学领域中，放大电路是一种常见的电路设计，用于将输入信号放大到所需的输出信号级别。

本实验旨在通过搭建两级放大电路，探索其工作原理和性能特点。

实验器材和方法实验器材：1. 电压源2. 信号发生器3. 示波器4. 电阻5. 二极管6. 电容7. 三极管实验步骤：1. 搭建第一级放大电路，包括一个输入电容和一个电阻。

2. 连接信号发生器的输出端至第一级放大电路的输入端，调节信号发生器的频率和幅度。

3. 连接示波器，观察输入和输出信号的波形。

4. 测量输入和输出信号的幅度和相位差。

5. 搭建第二级放大电路，包括一个二极管和一个电阻。

6. 连接第一级放大电路的输出端至第二级放大电路的输入端。

7. 重复步骤3和4，测量第二级放大电路的性能。

实验结果与讨论第一级放大电路的性能：通过实验观察到，随着信号发生器输出信号的频率变化，输入和输出信号的幅度也发生变化。

在一定频率范围内，输入和输出信号的幅度基本保持一致，但随着频率继续增加，输出信号的幅度开始下降。

这是因为电容在高频下的阻抗变化导致信号的衰减。

此外，观察到输入和输出信号的相位差随着频率的变化而变化，这是由于电阻和电容的时间常数导致的。

第二级放大电路的性能：将第一级放大电路的输出信号连接至第二级放大电路的输入端后，观察到输出信号的幅度得到进一步放大。

这是因为第二级放大电路通过二极管的非线性特性，将输入信号放大到更高的幅度。

同时，观察到输出信号的波形发生了失真，这是由于二极管的非线性特性引起的。

此外，相比于第一级放大电路，第二级放大电路的频率响应范围更窄，对输入信号的频率要求更高。

结论通过本实验，我们成功搭建了两级放大电路，并观察到了其性能特点。

第一级放大电路可以将输入信号放大并保持一致的幅度响应，但在高频下会有信号衰减和相位差变化。

第二级放大电路通过二极管的非线性特性进一步放大信号，但会引起波形失真，并且对输入信号的频率要求更高。

三极管放大电路设计参数计算及静态工作点设置方法设计参数计算主要包括放大器的放大倍数、输入电阻、输出电阻和频率响应等参数的计算。

静态工作点设置指的是设置三极管的工作点电流和直流偏置电压，保证放大器在工作状态下的正常工作。

1.放大倍数的计算放大倍数是用来衡量放大器的信号放大情况的参数。

放大倍数的计算可以通过三极管的直流电流放大倍数和交流电流放大倍数的乘积来得到。

直流电流放大倍数可以通过三极管的参数手册查找得到，交流电流放大倍数与输入电阻和输出电阻相关，可以通过小信号模型计算得到。

2.输入电阻的计算输入电阻是指输入信号与输入端电阻之间的电阻值。

输入电阻可以通过分压器电阻和输入电容等组成，具体计算可以通过电路的电流和电压关系计算得到。

3.输出电阻的计算输出电阻是指输出信号与输出端电阻之间的电阻值。

输出电阻可以通过输出电流和输出电压关系计算得到。

4.频率响应的计算频率响应是指放大器对不同频率的输入信号的响应情况。

频率响应可以通过三极管的参数和电容等元件的组成计算得到，可以使用电路分析软件进行模拟计算。

静态工作点设置是为了保证放大器在工作状态下的正常工作，通过设置三极管的工作点电流和直流偏置电压来实现。

1.工作点电流的设置工作点电流是指三极管的静态电流，可以通过电路组成元件的参数计算得到，通过电阻和电压的关系来计算。

2.直流偏置电压的设置直流偏置电压是指三极管的偏置电压，可以通过分压电阻和二极管的压降计算得到，通过电路的分析可以得到具体的计算方法。

总结：三极管放大电路的设计参数计算和静态工作点设置是设计一个合理的放大器电路的重要步骤。

通过计算和设置合适的参数和工作点，可以实现放大器的正常工作。

为此，需要了解三极管的参数和工作原理，以及电路计算和分析的方法，同时还需要使用相关的电路分析软件进行模拟计算和仿真。

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：电子电路实践第三次实验实验名称：三极管放大电路设计院（系）：专业：姓名：学号：实验室:实验组别：同组人员：实验时间：评定成绩：审阅教师：实验三三极管放大电路设计一、实验目的1. 掌握单级放大电路的设计、工程估算、安装和调试；2. 了解三极管、场效应管各项基本器件参数、工作点、偏置电路、输入阻抗、输出阻抗、增益、幅频特性等的基本概念以及测量方法；3. 了解负反馈对放大电路特性的影响。

4. 掌握多级放大电路的设计、工程估算、安装和调试；5. 掌握基本的模拟电路的故障检查和排除方法，深化示波器、稳压电源、交流毫伏表、函数发生器的使用技能训练。

二、预习思考：1. 器件资料：上网查询本实验所用的三极管9013 的数据手册，画出三极管封装示意图，标出每个管脚的名称，将相关参数值填入下表：图3-3 中偏置电路的名称是什么？简单解释是如何自动调节晶体管的电流I C 以实现稳定直流工作点的作用的，如果R1、R2 取得过大能否再起到稳定直流工作点的作用，为什么？答：分压偏置；利用R1，R2 构成的分压器给三极管基极b 提供电位U B，如果满足电流I1>>I BQ 的条件，基极电位U B 可近似地由下式求得：U B≈R2*V CC/(R1+R2)。

当环境温度升高时，I CQ（I EQ）增加，电阻R E 上的压降增大。

由于基极电位U B 固定，加到发射结上电压减小，从而使I CQ 减小。

通过这样的自动调节过程使I CQ 恒定。

如果R1、R2 R1，R2 电路中电流小，这样就无法忽略基极中的电流，从而不能再稳定直流工作点。

3. 电压增益：(I) 对于一个低频电压放大器，一般希望电压增益足够大，根据您所学的理论知识，分析有哪些方法可以提高电压增益，分析这些方法各自优缺点，总结出最佳实现方案。

答：β RC //RLa) 共射组态：u =-be。

所以可以通过增大RC 来增大电压增益。

两个三极管共集电极电路
两个三极管共集电极电路是一种基本的放大电路，也被称为共集电极放大器或电压跟随器。

这种电路具有电压放大和阻抗匹配的特点，常用于电压缓冲、阻抗匹配、信号放大等应用。

一个典型的两个三极管共集电极电路如下图所示：
```
Vcc
│
R1
│
─┬───── R2
B │
───┼── Transistor Q1
E │
▼
Rc
│
─┬─┼──── Transistor Q2
▼ B
GND
```
其中，Q1和Q2是两个三极管，R1和R2是两个电阻，Rc是输出电阻。

工作原理：
1. Q1是输入级，工作在共集电极模式，输入信号通过R1注入基极，经过共集放大作用，放大后的信号经过Rc输出。

2. Q2是输出级，工作在共集电极模式，负载电阻通过Rc注入基极，经过共集放大作用，输出信号经过负载电阻Rc。

特点：
1. 输入和输出电阻均较低，阻抗匹配能力较强，可以适配不同阻抗的负载。

2. 电路增益近似为1，即输出信号几乎等于输入信号的幅值，只有相位差。

3. 共集电极电路具有电流放大特性，输入电流变化较大时，输出电流保持稳定。

4. 共集电极电路的频率响应较宽，可以达到较高的频率放大。

总之，两个三极管共集电极电路既有电压放大的功能，又能提供阻抗匹配，是一种常用的放大电路。

新疆大学课程设计报告所属院系：电气工程学院专业：电气工程及其自动化课程名称：电子技术基础A设计题目：两级放大电路的设计班级：学生姓名：学生学号：指导老师:完成日期：3.图2以同样的方法测量出1CV,2B V,2E V.记录到表格4中。

V,1B V,2CV1C V1E V2B V2C V2E VB12.2435V8.5451V 1.6001V3.0847V 7.9905V 2.4317V图3三.放大倍数的测量调整函数发生器，使放大器输入imU=5mA，f=1KHZ的正弦信号，测量输出电压U，计算电压增益。

如下图5。

om图4由示波器得到其输入和输出波形如下图6，两者进行比较。

图5放大倍数的测量输入U im输出U om增益A v5mV 362mV 73图6四.输入电阻和输出电阻的测量运用两次电压法测量两级放大器的输入电阻和输出电阻。

测试输入电阻时，在输入口接入取样电阻R=1KΩ；测试输出电阻时，在输出口接入负载电阻R L=1KΩ。

由于本次试验是电路的两级放大所以有以下性质：1.多级放大器的输入电阻等于第一级放大器的输入电阻；2.多级放大器的输出电阻等于末级放大器的输出电阻；3.后级放大器的输入电阻是前级放大器的负载；4.前级放大器的输出电路是后级放大器的信号源；5.总的电压增益等于各级电压增益相乘。

两次电压法测输入电阻如图：图7输入电阻的测量U s U i取样电阻R R i=R错误!未找到引用源。

U i/(U s错误!未找到引用源。

U i)3.536mV 2.903mV 1K 4322Ω图8两次电压法测输出电阻如下图：图9图10输出电阻的测量U o U o’负载电阻R L R o=R L错误!未找到引用源。

(U o/U o’错误!未找到引用源。

1）264.191mV 125.143mV 1K 901Ω图11五.测量两级放大器的幅频、相频曲线图12频率值(Hz)f L/2f L f0/2f02f0f H10f H总带宽△f 9.318.65001k2k425.1k 4.251MU O29.651.972.872.872.851.97.54425K图13三．总体设计1.总体电路电路的是由电源输入信号到一级共射的放大电路，再到二级的共射的放大电路，最后输出，实现电压或电流的放大。

设计一个三极管基本放大电路，特别是共发射极放大电路，通常涉及以下步骤：1. 分析设计要求：- 确定所需的电压增益（Av）或电流增益（hfe）。

- 根据应用需求确定最大输出电压和输出功率，这有助于选择合适的电源电压和三极管类型。

- 考虑频率响应范围，确保所选三极管能满足特定频段的放大需求。

2. 选择三极管：- 根据所需电流、电压及功率参数，选择具有足够放大能力和适当频率特性的三极管，例如NPN或PNP 型硅或锗材料器件。

3. 确定电源电压：- 设计电源电压应大于最大输出电压，并且考虑到三极管的静态工作点（Q点），Vcc通常会设定为使得Vce（集电极-发射极电压）约为电源电压的1/2至2/3之间，以确保有足够的动态范围。

4. 设置静态工作点（Q点）：- 确定发射极电流（Ie），它应当足够大以提供适当的线性工作区域，但又不能太大以免导致功耗过高或饱和失真。

- 根据Ie计算或选择合适的发射极电阻Re，同时也要计算基极偏置电阻Rb和Rb串联分压电阻R2（如果采用固定偏置方式）。

5. 计算偏置电阻：- 根据所需的基极电流Ib（通常是Ie的一定比例），通过Ib和电源电压计算基极偏置电阻R1和R2的值。

- 确保三极管处于放大区，即Ib、Ic满足Ib = (β+1) Ic / β的关系，其中β是三极管的直流电流放大系数。

6. 设计耦合电容：- 确定输入耦合电容C1和输出耦合电容C2的值，它们用来隔直通交，允许交流信号通过而不影响直流偏置条件。

7. 调试和优化：- 完成电路搭建后，需实际测量并调整偏置点，确保电路工作在预期状态，无饱和或截止现象。

- 测试频率响应、增益、输出波形以及稳定性，如有必要，进一步调整元件参数以改善性能。

以上是一般的步骤概述，在实际设计过程中，可能还需要结合三极管的特性曲线、温度稳定性和噪声等因素综合考虑。

设计时通常还会利用模拟电路设计软件进行仿真验证，以提高设计效率和准确性。

基础电路7.三极管组成的两级放大电路
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我们前面说的固定偏置放大电路、电压负反馈放大电路、分压式偏置放大电路，都是属于单管放大电路，也就是说只有一个三极管组成的放大电路。

有时候，单管放大后的信号仍旧太弱，满足不了电路的需要，就需要多级放大信号才能够输出足够强度的信号，才能满足电路需要，视频中，我们只是讲了两级放大，多级原理也一样的。

组成多级放大的每一个基本的放大电路我们称为一级，级和级之间的连接我们称为级间耦合，常见的耦合方式有：阻容耦合、直接耦合、变压器耦合、光电耦合。

阻容耦合方式的优点是电路简单，各级互相独立，设计调试方便，缺点是不能放大频率较低的信号和直流信号。

通常用于分立元件电路。

直接耦合是具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号和直流信号，缺点是，前级和后级的静态工作点互相影响，设计和调试比较复杂。

变压器耦合是常见早期的收音机电路，体积大、现在不多见了。

光电耦合是通过光电转换实现信号的传输，用的最多的就是通过光电耦合器来传输前后级的信号。

三极管工作在放大区的电路设计说到三极管工作在放大区的电路设计，大家可能都想问：“这是啥意思呀？咋那么复杂？”其实呢，这个问题就像你吃了一块巧克力，刚开始觉得挺甜，吃着吃着就发现它的味道有点深了。

放大区，就是三极管发挥“超级英雄”功能的地方。

这个区域，三极管像一个不知疲倦的演员，在舞台上拼命放大输入信号。

它可是个好帮手，电流一点点小变化，三极管就能把它放大成一个庞然大物，传输给后面的电路。

好啦，说得直白一点，放大区就是三极管工作的黄金时刻。

我们知道，三极管有三只脚，分别是基极、集电极和发射极。

想象一下，这三只脚就像你身上的手、脚和头。

基极是控制开关，集电极是“输出端”，发射极是信号源。

在放大区的时候，基极电流就像是掌控全局的导演，发射极是信号发源地，集电极嘛，它负责输出强大信号，好比是你的表演，已经从小荧幕放大成大银幕，气场全开！你可能会问，三极管到底怎么才能在放大区工作呢？哈哈，这就得靠电源和电阻的默契配合。

电流不是直接进三极管，它们要经过电阻调节，让信号在基极上形成合适的电流输入。

这一过程中，电压电流的调配就像给三极管穿上一件合身的衣服，三极管才能发挥最好的作用。

要是电流过大，三极管就可能被“烧坏”；电流过小，那放大效果就不显著，简直是打水漂。

电阻的选用可是门大学问，随便选一个，可能电路就成了“死结”，让人头大。

一旦电流合适，三极管开始工作，它就像一个勤奋的工人，源源不断地输出放大的信号。

放大后的信号可能变得强大到，后面的电路能够处理的信号就更清晰，甚至可以用来推动扬声器、显示屏，或者传输给其他电路。

这些电流变化的微小波动通过三极管的“魔力”成了大家所需要的稳定信号。

真是技术与巧妙配合的结晶呀！不过，别以为三极管一放大就好，它也有自己的脾气，特别是要放大什么样的信号。

对于某些信号，三极管就像是个脾气暴躁的小孩子，做不到精准放大。

比如如果输入信号的频率不适应三极管的工作特性，信号就可能被失真，或者丢失部分信息，这时候放大的信号就跟玩游戏掉线一样，变得不靠谱。