模電綜合訓(xùn)練題

1、2012年光電信息學(xué)院模擬電路與脈沖電路綜合訓(xùn)練題項(xiàng)目一：電源目的：該項(xiàng)目將顯示電源使用全波整流器，穩(wěn)壓二極管，固定電壓穩(wěn)壓電路的一些基本原則。組件：橋式整流器（50 PIV，1A），齊納二極管（500毫瓦 10 V），7805穩(wěn)壓器簡(jiǎn)介：大多數(shù)的直流電流（DC）電子設(shè)備中使用的電源是由60Hz，115V交流（AC）電源轉(zhuǎn)換而得。這種交流到直流轉(zhuǎn)換通常涉及一個(gè)降壓變壓器，整流器，濾波器，和調(diào)節(jié)器。降壓變壓器是用來減少AC線路電壓從115 VRms的附近有需要的直流電壓的RMS值。降壓變壓器的輸出隨后被送入一個(gè)二極管整流電路，整流后只輸出輸入正弦信號(hào)的正半。過濾器是用于平滑整流輸出，以實(shí)現(xiàn)幾乎恒

2、定的直流電壓水平。可在過濾器后加穩(wěn)壓管，以恒定輸出電壓。在這個(gè)項(xiàng)目將使用兩種不同類型的穩(wěn)壓器：一個(gè)齊納二極管電路和一個(gè)穩(wěn)壓電路。為了保持穩(wěn)壓，二極管必須工作在擊穿區(qū)。對(duì)于電流在Izmin到Izmax間，二極管的特性曲線幾乎是垂直的，具有很好的穩(wěn)壓作用。齊納二極管有多種擊穿電壓。另一種類型的穩(wěn)壓器則是7800系列穩(wěn)壓器。這一系列的固定電壓調(diào)節(jié)器的編號(hào)是78XX，其中xx對(duì)應(yīng)的輸出電壓值。有從5到24伏的輸出電壓可供選擇。這些穩(wěn)壓器易于使用，并且工作得很好。設(shè)計(jì)：1：構(gòu)建近似直流電壓與交流峰值到峰值波動(dòng)電壓的整流橋和濾波電路如圖1-1。2。齊納二極管穩(wěn)壓電路如圖1-2，假設(shè)齊納二極管將工作在10V

3、并調(diào)節(jié)5毫安到25毫安電流。假設(shè)通過R的電流始終是5 mA到25 mA之間，齊納二極管控制在10 V，找到所需的最低值R和RL。你可以假設(shè)兩個(gè)二極管的正向二極管壓降約為1 V實(shí)驗(yàn)過程：1。構(gòu)建沒有電容的圖1-1橋式整流電路。使用自耦變壓器和降壓變壓器調(diào)節(jié)橋式整流電路的輸入電壓。調(diào)節(jié)插入變壓器的自耦變壓器，直到次級(jí)電壓等于12 VRMS。注意不要使變壓器次級(jí)短路！在示波器上觀察二次波形，將示波器調(diào)節(jié)到DC耦合，觀察負(fù)載電壓VL的波形。請(qǐng)記住，輸入信號(hào)源和負(fù)載不能接共同的接地端。2。切斷電路的電源。將電容器按圖1-1所示接入電路，注意確保電容器極性正確。給電路加上激勵(lì)，在DC耦合的示波器觀察VL。

4、使用數(shù)字電壓表測(cè)量直流電壓電平。在AC耦合示波器上觀察紋波電壓VR。將這些測(cè)量值與計(jì)算值進(jìn)行比較。3。觀察通過改變負(fù)載電阻從1 kW為500W對(duì)電路的影響。用數(shù)字電壓表測(cè)量直流電壓電平。AC耦合示波器觀察紋波電壓。把這些值與先前記錄的值進(jìn)行比較。4。用數(shù)字曲線示蹤記錄的齊納二極管的特性曲線。注意擊穿區(qū)域的擊穿電壓值。還要注意的“拐點(diǎn)”的IZK(拐點(diǎn)電流)值。5。驗(yàn)證您的設(shè)計(jì)值R和RL后，構(gòu)造如圖1-2的齊納二極管穩(wěn)壓電路。用數(shù)字電壓表測(cè)量在RL的最小值及最小值上下的幾個(gè)值處的直流電壓電平。要注意不要使齊納二極管過載。評(píng)論這些不同的負(fù)載電阻電路的工作。6。構(gòu)建7805穩(wěn)壓電路如圖1-3。仔細(xì)觀察

5、正確的穩(wěn)壓器的引腳配置。測(cè)量當(dāng)RL等于300W，200W和100W時(shí)的負(fù)載電壓。計(jì)算這些情況下的電流。負(fù)載電阻的值影響輸出電壓?jiǎn)幔?7。令RL等于200W，記錄7805穩(wěn)壓器輸入電壓（引腳1）和輸出電壓（引腳3）。改變自耦變壓器的設(shè)置從而降低穩(wěn)壓器的輸入電壓。對(duì)于每一個(gè)電壓幅度的下降，記錄穩(wěn)壓器的輸入和輸出電壓。直到穩(wěn)壓器的輸出下降到低于5V。7805穩(wěn)壓器產(chǎn)生5 V輸出所需的最小輸入電壓是多少？問題： 1：為什么在橋式整流電路，輸入信號(hào)源和負(fù)載不能共用一個(gè)接地點(diǎn) ？2：齊納二極管可以作為一個(gè)傳統(tǒng)的二極管使用嗎？解釋你的答案，并與曲線追蹤儀的曲線驗(yàn)證。3：如果橋式整流器被改變?yōu)橐粋€(gè)半波整流器，

6、輸出濾波器的電容的值是否應(yīng)增加，減少或保持不變，以保持相同的的紋波電壓？解釋你的答案。4。將如何增加輸入信號(hào)源的頻率影響的紋波電壓，假設(shè)所有的組件保持不變呢？ 項(xiàng)目二：運(yùn)算放大器模擬的運(yùn)用目的：通過該項(xiàng)目將展示一些求和電路和帶通濾波器電路的運(yùn)算放大器的模擬應(yīng)用。組件：741運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介：圖2-1展示了一個(gè)反相加法電路。該電路可用于對(duì)單個(gè)具有可變?cè)鲆娴妮斎胄盘?hào)求和。在運(yùn)算放大器的反相輸入端的虛地點(diǎn)保持相互獨(dú)立的輸入信號(hào)。這種獨(dú)立使每一個(gè)輸入與不同的增益相加成為可能。如圖2-2所示的帶通濾波器是由一個(gè)運(yùn)算放大器，電阻器和電容器組成。由于運(yùn)算放大器可以提高過濾器的增益，過濾器被列為有源濾波器。此帶

7、通濾波器電路是非常有用的，因?yàn)橹行念l率可以通過不同的電阻，而不是改變電容值的改變而改變。中心頻率為：，中心頻率是可以改變的，通過改變可變電阻器R3。增加R3降低中心頻率，減少R3則中心頻率增加。帶寬為：請(qǐng)注意，帶寬與可變電阻R3是獨(dú)立的，所以可以在不改變帶寬的條件下改變中心頻率。在帶通濾波器的中心頻率處的增益為圖2-1圖2-2：帶通濾波器設(shè)計(jì)：1。找到如圖2-1的反向加法電路的輸出和輸入之間的關(guān)系。2。設(shè)計(jì)一個(gè)帶通濾波器：中心頻率2.0 kHz，帶寬200Hz。讓中心頻率處的電壓增益為20。利用PSPICE檢查你的設(shè)計(jì)。使用± 15 V電源供應(yīng)運(yùn)算放大器，使用RL = 2.4 kW。

8、實(shí)驗(yàn)過程：1。構(gòu)造如圖2-1的求和放大器。設(shè)計(jì)傳遞函數(shù)Vo = -2 Vin1 - Vin2。使用± 15 V電源供應(yīng)運(yùn)算放大器。使用RL = 2.4 kW。2。讓Vin1為峰值1V，1kHz的正弦波，Vin2等于5 V直流。通過示波器上的輸出波形驗(yàn)證放大器的工作。3。按圖2-2構(gòu)造帶通濾波器。使用電阻和電容的設(shè)計(jì)值。使用±15V電源供應(yīng)運(yùn)算放大器。使用RL = 2.4 kW。4。記錄并繪制頻率響應(yīng)（您可能需要使用計(jì)算機(jī)控制的掃描和數(shù)據(jù)采集）。找出中心頻率，角頻率，帶寬和中心頻率的電壓增益以驗(yàn)證規(guī)格已達(dá)到。5。更改R3以降低中心頻率從2.0 kHz到1.0 kHz。在新的中

9、心頻率下重復(fù)第4步。驗(yàn)證新的中心頻率為1.0kHz。新的帶寬是多少？新的中心頻率的電壓增益是多少？與步驟4的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較。問題：1。加法電路是否可以由同相端輸入，并產(chǎn)生相同的沒有倒置的響應(yīng)？解釋。2。使用一個(gè)運(yùn)算放大器產(chǎn)生的帶通濾波器與使用一個(gè)RLC電路產(chǎn)生的帶通濾波器相比有什么優(yōu)點(diǎn)？項(xiàng)目三：使用運(yùn)算放大器的模擬計(jì)算機(jī)應(yīng)用目的：該項(xiàng)目將重點(diǎn)使用運(yùn)算放大器進(jìn)行積分與微分的數(shù)學(xué)運(yùn)算。一個(gè)簡(jiǎn)單解決微分方程的電路設(shè)計(jì)（模擬計(jì)算機(jī)）也將被列入。組件：741運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介：圖3-1和3-2說明了兩個(gè)運(yùn)算放大器的電路設(shè)計(jì)，分別進(jìn)行分化和整合。執(zhí)行運(yùn)算的“實(shí)時(shí)”，可以幫助觀察初始瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。電路的分析

10、是基于假設(shè)“理想”的運(yùn)算放大器，并在時(shí)域進(jìn)行的。兩個(gè)電路中的電阻R1用來幫助穩(wěn)定電路和一般的保護(hù)電路。名義上R1值等于反饋電阻（圖3-1）或輸入電阻（圖3-2）?？蛇x電阻的目的是留給學(xué)生研究結(jié)合總結(jié)問題。微分和積分電路可結(jié)合“標(biāo)準(zhǔn)”反相和非反相運(yùn)放電路提供模擬計(jì)算機(jī)的基石。由此產(chǎn)生的模擬計(jì)算機(jī)電路設(shè)計(jì)解決在實(shí)時(shí)環(huán)境下差分和（或）積分/微分方程。能夠輕松和變化，初始條件和強(qiáng)制功能是模擬計(jì)算機(jī)的額外的好處。如圖3-3所示的電路被設(shè)計(jì)解決二階微分方程ky”-y=0初始條件:y（0）= -VX和K = R1R2C1C2。初始條件是“設(shè)定”通過使用瞬時(shí)接觸開關(guān)以強(qiáng)制在t = 0（開關(guān)關(guān)閉時(shí)）輸出等于施加

11、的電壓。在數(shù)字計(jì)算機(jī)和數(shù)字信號(hào)處理的重大進(jìn)展，雖然減少了這三個(gè)電路的使用，他們?nèi)匀皇且粋€(gè)快速和相對(duì)便宜的的方法，用于可以用微分方程表示的過程控制和穩(wěn)定/經(jīng)營(yíng)分析系統(tǒng)。圖3-1：微分電路圖3-2：積分電路圖3-3：模擬計(jì)算機(jī)（二階線性齊次方程）設(shè)計(jì)：1。推導(dǎo)有關(guān)在圖3-1和3-2所示電路的輸入和輸出信號(hào)的表達(dá)。2。設(shè)計(jì)一個(gè)模擬計(jì)算機(jī)，以解決初始條件：Y（0）= 2。求解f（t）= 0時(shí)的微分方程，并利用PSpice驗(yàn)證你的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)過程：1。構(gòu)造如圖3-1所示的電路。使用±15V電源供應(yīng)運(yùn)算放大器，選用負(fù)載電阻約為2.4 kW。2。驗(yàn)證電路的操作，使用一個(gè)峰值為500 mV，50Hz的

12、正弦波作為輸入信號(hào)。確保設(shè)計(jì)的“增益”使輸出不飽和。3。改變正弦波頻率為500 Hz，重復(fù)第2步。電路是否仍然正常運(yùn)作？需要什么樣的變化，以防止輸出飽和？4。重復(fù)步驟2和3，但使用一個(gè)三角波，然后使用一個(gè)與步驟2和3具有相同的大小和頻率的方波。5。構(gòu)造如圖3-2所示的電路。同樣，使用±15V電源的運(yùn)算放大器和約為2.4 kW的負(fù)載電阻。6。用此電路重復(fù)步驟2到步驟4。根據(jù)需要調(diào)整你的“增益”，保持輸出信號(hào)在飽和極限»±12V內(nèi)。7。構(gòu)建電路設(shè)計(jì)，以求解涉及中第2步的微分方程。使用三種不同的輸入波（正弦波，三角波，方波）驗(yàn)證設(shè)計(jì)的運(yùn)作。確定至少三種不同的頻率的操作：

13、 10Hz，1 kHz和100 kHz。解釋該電路運(yùn)作中產(chǎn)生的差異。初始條件對(duì)結(jié)果有什么影響？問題：1。你如何利用微分獲得一個(gè)運(yùn)算放大器的壓擺率（單位時(shí)間的電壓的升高）的估計(jì)？2。你為什么要在積分電路中包含一個(gè)電容與電阻的并聯(lián)？3。在微分電路中與輸入電容串聯(lián)的電阻的目的是什么？4。是否可以設(shè)計(jì)一個(gè)電路執(zhí)行微分和積分的功能，使用非反相輸入？解釋你的答案。 項(xiàng)目四：共發(fā)射極放大器目的：該項(xiàng)目將顯示BJT的等效電路模型中怎樣測(cè)量和使用h參數(shù)。一個(gè)CE小信號(hào)放大器的偏置和設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)低和高的頻率響應(yīng)和調(diào)整。一系列的串聯(lián)反饋也將被用來控制CE放大器的帶寬和輸入阻抗。組件：2N2222 BJT簡(jiǎn)介

14、：為了對(duì)晶體管電路加以分析，晶體管的終端行為必須具有模型的特點(diǎn)。經(jīng)常使用的兩個(gè)模型為混合p型和h -參數(shù)模型。完整的混合p型電路BJT的模型如圖4-1所示。該模型包括的BJT內(nèi)部電容和輸出電阻。內(nèi)部晶體管電容使混合p模型在整個(gè)晶體管的整個(gè)頻率范圍內(nèi)有效。典型的數(shù)據(jù)表值的Cp和Cm分別是13 pF和8 pF的。這些值是如此之小可能被視為中頻頻率電路開路。電阻Rx通常在幾十歐姆，可視為短路，而Rm和Ro通常非常大，可視為開路。圖4-1圖4-2H -參數(shù)為BJT的小信號(hào)模型的特點(diǎn)是由4個(gè)H -參數(shù)表現(xiàn)，如圖4-2所示。與混合p模式不同，H -參數(shù)模型通常不包括頻率相關(guān)的影響和元件，因此一般只適用于中

15、頻頻率及以下。然而，H -參數(shù)模型是非常有用的，因?yàn)閷?duì)于一個(gè)BJT，h-參數(shù)可以很容易地被測(cè)量。hre值通常是在10-4，并可以被認(rèn)為是短路。hoe值通常是10-5S使1/hoe有效地讓大多數(shù)電路配置和偏置開路。同樣的假設(shè)，混合p型和H -參數(shù)模型在中頻頻率是等價(jià)的。一個(gè)晶體管作為放大器，它必須有一個(gè)穩(wěn)定的偏置。要使晶體管偏置，在集電極和發(fā)射極之間必須建立恒定的直流電流。此電流應(yīng)盡可能對(duì)溫度和b（或hfe）的變化不敏感。溫度每上升1 °C基極 - 發(fā)射極電壓下降約2 mV，因此，重要的是穩(wěn)定的VBE，以確保晶體管不會(huì)過熱。圖4-3在圖4-3所示的電路是最經(jīng)常使用晶體管電路的偏置方案。

16、這個(gè)電路中，基極電壓被提供的是電源電壓VCC通過分壓器RB1，RB2的部分。為了便于電路分析，戴維南等效電路如圖4-4所示，可以取代分壓器網(wǎng)絡(luò)。為了確保發(fā)射極電流對(duì)b和VBE的變化不敏感，VBB應(yīng)該遠(yuǎn)大于VBE，RBB應(yīng)遠(yuǎn)小于bRE。RBB通常是bRE的20-30。RE兩端的電壓也通常是2-3V以穩(wěn)定b。此相同的偏置方案可用于所有的3個(gè)BJT放大器配置（CB，CC，CE）。圖4-4圖4-5BJT的CE放大器，如圖4-5所示。信號(hào)源和電阻負(fù)載是電容耦合放大器。耦合電容C1和C2，發(fā)射極旁路電容CE，和內(nèi)部晶體管電容的塑造了放大器的頻率響應(yīng)。一個(gè)典型的放大器的頻率響應(yīng)曲線如圖4-6所示。圖4-6低

17、半功率角頻率FL是由輸入和輸出耦合電容和發(fā)射極旁路電容控制。高半功率角頻率FH是由內(nèi)部晶體管電容和任何單獨(dú)的負(fù)載電容控制。帶寬是高低角頻率（FH - FL）之間的差。隨著信號(hào)頻率下降到低于中頻，耦合電容C1，C2和發(fā)射極旁路電容CE的阻抗增加。耦合電容降低更多的信號(hào)電壓，發(fā)射極旁路電容開始打開，并導(dǎo)致增加了一系列串聯(lián)反饋，造成增益減少。一個(gè)將C1，C2和CE與低截止頻率聯(lián)系的方法是短路時(shí)間常數(shù)法。時(shí)間常數(shù)的方法是有利的，因?yàn)樗峁┝艘粋€(gè)截止頻率的近似值，而不是完全找到所有電路的極點(diǎn)和零點(diǎn)。時(shí)間常數(shù)的方法也有助于說明電容器在決定角落頻率中占主導(dǎo)地位。短路時(shí)間常數(shù)法涉及FL和電路電容：其中FL是半

18、功率低頻率，nc是電路中的耦合和旁路電容的數(shù)量，Ci是電容的值，表示第i個(gè)電容，單位是法拉。Ris是面臨的移除第i個(gè)電容的電阻并且所有其他的耦合電容和旁路電容短路，輸入信號(hào)降低到零。對(duì)每個(gè)耦合電容和電路的旁路電容重復(fù)此電阻計(jì)算。對(duì)于中頻以上的頻率晶體管內(nèi)部電容值開始在皮法（pF）的范圍降低放大器的增益。聯(lián)系內(nèi)部晶體管電容Cp和Cm高截止頻率的一種方法，是開路時(shí)間常數(shù)法。這種方法涉及FH和內(nèi)部晶體管電容：FH是高半功率頻率，nc是內(nèi)部晶體管電路中電容的數(shù)目，Ci表示第i個(gè)電容，單位是法拉，。Rio是面臨第i刪除電容的電阻和晶體管開路取代所有內(nèi)部電容和輸入信號(hào)降低到零。重復(fù)此電阻計(jì)算每個(gè)內(nèi)部晶體管

19、電路中的電容。當(dāng)CE放大器的發(fā)射極電阻是非旁路的，與輸出信號(hào)電流相同，輸入電流信號(hào)通過非旁路發(fā)射極電阻。此非旁路電阻在CE放大器發(fā)射極產(chǎn)生串聯(lián)反饋。反饋電阻為RE。放大器的反饋用來控制輸入和輸出阻抗，擴(kuò)展帶寬，提高信-噪比，并減少參數(shù)的敏感性。這些反饋的性能都會(huì)降低放大器的增益。設(shè)計(jì)：共發(fā)射極放大器設(shè)計(jì)與RE RE1 + RE2完全繞過以下規(guī)格：1。使用2N2222晶體管和一個(gè)12伏直流電源2。中頻增益Vo / Vs³ 503。低截止頻率FL在100赫茲和200赫茲之間4。輸入阻抗³ 1 kW5。Vo對(duì)稱擺動(dòng)³ 2.0伏峰值（4 V P-P）6。負(fù)載電阻RL =

20、1.5 kW7。源電阻RS = 50W（這是除了函數(shù)發(fā)生器的內(nèi)部電阻）實(shí)驗(yàn)步驟：（步驟1和2可以省略，如果之前完成本實(shí)驗(yàn)期間，并使用相同BJT）1。從數(shù)字曲線跟蹤儀，發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)的CE放大器Q點(diǎn)處的bDC和bAC值。記住bDC = IC/IB和bAC =DIC/DIB 。如何比較兩個(gè)b值？2。確定從數(shù)字曲線示蹤儀的hoe和hie的值。晶體管的放大區(qū)IC - VCE曲線的斜率是hoe, IB - VBE曲線上IBQ點(diǎn)的切線斜率是1/hie。3。構(gòu)造圖4-5 CE放大器。記住RS是安裝在函數(shù)發(fā)生器內(nèi)部的50W電阻。注意：（RE1 + RE2）應(yīng)該等于RE的設(shè)計(jì)值且RE1»RE2。驗(yàn)證規(guī)格已

21、滿足測(cè)量Q點(diǎn)，中頻電壓增益和峰值對(duì)稱的輸出電壓擺幅。請(qǐng)注意任何輸出信號(hào)的失真。4。觀察RL改變?yōu)?50 W，15 kW時(shí)負(fù)載的響應(yīng)。請(qǐng)注意輸出信號(hào)的任何變化并說明負(fù)載的影響。5。使用計(jì)算機(jī)控制，記錄和繪制頻率響應(yīng)。查找角頻率和帶寬，驗(yàn)證規(guī)格已達(dá)到。6。測(cè)量從電源所看入的輸入阻抗和從負(fù)載看出的輸出阻抗。確認(rèn)輸入阻抗規(guī)格已經(jīng)得到滿足。7?，F(xiàn)在調(diào)整旁路電容CE，使RE1未被旁路（這是一個(gè)系列串聯(lián)反饋配置）。測(cè)量Q點(diǎn)和中頻電壓增益。請(qǐng)注意任何輸出信號(hào)失真。8。重復(fù)步驟4 - 6。9。移除旁路電容CE。測(cè)量Q點(diǎn)和中頻電壓增益。請(qǐng)注意任何的輸出信號(hào)失真。10。重復(fù)步驟4 - 6。問題：1。將實(shí)驗(yàn)過程3-1

22、0測(cè)量值與預(yù)測(cè)值（如使用的PSPICE 獲得的理論預(yù)測(cè)）進(jìn)行比較。請(qǐng)注意如何提高反饋影響的增益，帶寬，輸入和輸出阻抗。2。你能想到一種方式用一個(gè)等于RE的電位器來改變反饋量（增益）的值，而不會(huì)影響Q點(diǎn)嗎？3。如何使用外部元件減少FH？4。為什么實(shí)驗(yàn)室中測(cè)得的FH的值通常不等于（低于）利用PSPICE 或手工計(jì)算的FH值？項(xiàng)目五：共集電極放大器目的：此項(xiàng)目將顯示共集電極放大器的偏置，增益，頻率響應(yīng)，阻抗特性。組件：2N2222晶體管簡(jiǎn)介：共集電極放大器，如圖5-1所示。是最有用的小信號(hào)放大器結(jié)構(gòu)之一。共發(fā)射極放大器的相同的偏置方案和頻率響應(yīng)逼近技術(shù)，也可用于共集電極放大器。唯一的變化是需要在偏置

23、，發(fā)射極電阻RE的電壓通常更大以允許更大的輸出電壓幅度。共集電極配置中通常也省略集電極電阻。共集電極放大器的主要特點(diǎn)是高輸入阻抗，低輸出阻抗，電壓增益小于一和高電流增益。該放大器常作為緩沖器或隔離放大器，以高阻抗源連接低阻抗負(fù)載而無信號(hào)損失。放大器的從信號(hào)源看到的負(fù)載是放大器的輸入阻抗。由于高輸入阻抗，CC放大器對(duì)電源的負(fù)載很小。因此，在很大程度上是作為孤立信號(hào)源或其余部分的緩沖電路。CC放大器最大的電流增益是b + 1。高電流增益使CC放大器增加信號(hào)功率。這些功率和電流增益使CC放大器作為輸出級(jí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)設(shè)備或低阻抗負(fù)載成為現(xiàn)實(shí)選擇。設(shè)計(jì)：共集電極放大器設(shè)計(jì)，其規(guī)格如下：1。使用2N2222B

24、JT和一個(gè)12伏直流電源2。中頻增益V0 / VS ³0.53。低截止頻率FL在100赫茲和200赫茲之間。4。輸入阻抗³10 kW5。VO峰值³3.0伏（6 V P-P）6。負(fù)載電阻RL = 200W。7。電源電阻RS = 50W（這是除了函數(shù)發(fā)生器的內(nèi)阻之外的電阻）實(shí)驗(yàn)過程：1。構(gòu)造如圖5-1 的CC放大器。記住RS安裝在函數(shù)發(fā)生器內(nèi)部的50W電阻之外。通過測(cè)量Q點(diǎn)和中頻電壓增益驗(yàn)證放大器的工作。在示波器上觀察輸出以確保波形未被截掉一塊。請(qǐng)注意任何輸出信號(hào)失真。2。調(diào)整輸入信號(hào)電平,以獲得一個(gè)3.0伏峰值的輸出電壓擺幅。3。確定中頻電流增益IL / IS（觀察

25、通過RS的電流確定IS）?？偣β试鲆媸嵌嗌伲?。觀察RL改變?yōu)?#187; 50 W和» 750 W的負(fù)載響應(yīng)。請(qǐng)注意在輸出信號(hào)中的任何變化并解釋負(fù)載的影響。5。使用計(jì)算機(jī)控制，記錄和繪制頻率響應(yīng)。查找角頻率和帶寬，以驗(yàn)證規(guī)格已達(dá)到。6。測(cè)量輸入阻抗（利用通過RS的電流和RS晶體管端一側(cè)的節(jié)點(diǎn)電壓）和輸出阻抗（ 利用開路電壓以及通過RL的電流和電壓）。確認(rèn)輸入阻抗規(guī)格已經(jīng)得到滿足。問題：1。你怎樣得到從輸入信號(hào)源到放大器電路的最大功率傳輸？你的答案中負(fù)載電阻是其中的一個(gè)影響因素嗎？2。負(fù)載電阻取什么值得到最大電壓增益？多大的負(fù)載電阻能使最大功率傳輸?shù)截?fù)載電阻？3。將實(shí)驗(yàn)步驟3中的電流

26、增益結(jié)果與最大增益b+1比較。解釋其中的誤差。4。將實(shí)驗(yàn)過程1-6的測(cè)量與理論預(yù)測(cè)（如使用PSPICE獲得的結(jié)果）比較。請(qǐng)注意，您必須調(diào)整電路元件，以確定輸出阻抗。5。還有什么其他方法可以用來測(cè)量R0？項(xiàng)目六：電流源偏置的共發(fā)射極，共集電極放大器目的：該項(xiàng)目將聚焦BJT電流鏡像電路的作用：為共射和共集放大器（兩種基本的BJT放大器）提供直流偏置。審查每個(gè)放大器的類型（CE和CC）的設(shè)計(jì)，以使用電流偏置實(shí)現(xiàn)特定的設(shè)計(jì)目標(biāo)。頻率響應(yīng)和反饋調(diào)節(jié)也將被審查。組件：2N2222 BJT簡(jiǎn)介：分立和集成放大器的設(shè)計(jì)之間的主要區(qū)別是電阻的使用。這種設(shè)計(jì)方法的變化是基于兩個(gè)主要因素。首先，電阻需要大量的半導(dǎo)體

27、面積，尤其是與有源器件相比。因此使用的有源器件代替電阻是可取的。第二個(gè)因素涉及在集成電路中獲得特定的電阻值的能力。雖然非常精確的電阻比率可以獲得，但加工，制造，和材料參數(shù)結(jié)合起來，使準(zhǔn)確的（»1的誤差）的個(gè)體電阻值，得到是非常困難和昂貴的。這兩個(gè)問題導(dǎo)致直流偏置為模擬放大器和數(shù)字電路設(shè)計(jì)的變化。此項(xiàng)目將研究使用BJT電流鏡（正如項(xiàng)目八所討論的）為共射和共集放大器提供直流偏置。實(shí)際的交流放大器的分析和設(shè)計(jì)對(duì)于分立和集成電路的偏置網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)變動(dòng)來說是相同的。學(xué)生們會(huì)在項(xiàng)目九和十進(jìn)行兩個(gè)放大器的AC分析的詳細(xì)討論。本項(xiàng)目的重點(diǎn)是討論電流偏置的變化。圖6-1顯示了在發(fā)射分支具有偏置電流源的共

28、射放大器。集電極電流與偏置電流大致相等，并且與基本上是獨(dú)立的。這消除了嘗試采用基極電阻與發(fā)射極電阻結(jié)合以提供穩(wěn)定的偏置電路的需要。然后設(shè)計(jì)者可調(diào)整RB，以提高輸入阻抗，而無需擔(dān)心RE與基極偏置網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系。該電路的小信號(hào)增益是：它展示了RB可以如何被調(diào)整，以提高信號(hào)源到放大器的耦合，從而提高總電壓增益。請(qǐng)注意，增益方程中是有效的信號(hào)源電阻RS+50W。通過放置電阻（RE）與電流源旁路電容（CE）串聯(lián)，仍然可以提供反饋。一個(gè)電流源偏置的共集放大器如圖6-2所示。該偏置電流再次被包括在發(fā)射極支路。集電極電流和RB可以被有效地調(diào)整獨(dú)立于特定的晶體管，以滿足設(shè)計(jì)輸入，輸出和增益的規(guī)格。請(qǐng)注意，通過使

29、用電流偏置，RE也被從電路中消除了。與共發(fā)射極放大器一樣，共集放大器的電壓增益受RB的值影響很大。該電路的小信號(hào)增益公式： 當(dāng)時(shí)，對(duì)大范圍負(fù)載的增益接近理論極限1。電流源阻抗和晶體管的輸出阻抗分別由r01和r02在上面的方程中表示，R´S代表電流源有效電阻RS + 50W。圖6-1：電流源偏置的共發(fā)射極放大電路圖6-2：電流源偏置的共集放大電路設(shè)計(jì)：1。設(shè)計(jì)一個(gè)共發(fā)射極放大器，如圖6-1所示，其規(guī)格如下：A.使用一個(gè)2N2222 BJT和一個(gè)12V直流電源B.中頻增益VO / VS ³ 50C.低截止頻率FL在100Hz到200Hz之間D.輸入阻抗³ 5 kWE.

30、 VO對(duì)稱幅度³ 2.0伏峰值（4 V P-P）F.負(fù)載電阻RL=1.5 kWWG.源電阻RS=50W（這是在除了函數(shù)發(fā)生器內(nèi)部電阻之外的電阻）H.維德拉電流鏡像偏置電流規(guī)格。你可以假設(shè)你有一個(gè)±12 V的電源。2如圖6-1所示，把RE與CE串聯(lián)，為在第1步中設(shè)計(jì)的CE放大器提供反饋。新的電壓增益應(yīng)為5，而所有其他規(guī)格保持不變。3。設(shè)計(jì)共集電極放大器，如圖6-2所示，其規(guī)格如下：A.使用一個(gè)2N2222 BJT和一個(gè)12V直流電源B.中頻增益VO/VS ³ 0.7C.低截止頻率FL在100Hz到200Hz之間D.輸入阻抗³ 10kW E. VO對(duì)稱擺幅

31、³ 3.0伏峰值（6 V P-P）F.負(fù)載電阻RL= 250W G.源電阻RS= 50W（這是除了函數(shù)發(fā)生器的內(nèi)部電阻之外的電阻）H.維德拉電流鏡像偏置電流規(guī)格。你可以假設(shè)你有一個(gè)±12 V電源。實(shí)驗(yàn)步驟：（步驟1和2可以被省略，如果之前完成本實(shí)驗(yàn)的期間，并使用相同的雙極型晶體管）1從數(shù)字曲線追蹤儀上找出CE放大器在設(shè)計(jì)的Q點(diǎn)處的bDC和bAC值。記住bDC = IC/IB和bAC =DIC/DIB。這兩個(gè)b值如何比較？ 2。從數(shù)字曲線追蹤儀確定hoe和hie。晶體管的有源區(qū)中的IC-VCE曲線的斜率是hoe。在曲線示蹤通過尋找在二極管上基極 - 發(fā)射極交點(diǎn)的曲線查找hie

32、。 IB-VBE曲線在IBQ點(diǎn)的切線斜率是1/hie 3。構(gòu)建如圖6-1的在設(shè)計(jì)部分的步驟1中所設(shè)計(jì)的 CE放大器。記住RS被安裝在除了函數(shù)發(fā)生器內(nèi)部50W電阻的電阻。通過測(cè)量Q點(diǎn)（IC和VCE），中頻電壓增益和峰值對(duì)稱的輸出電壓擺幅以驗(yàn)證設(shè)計(jì)規(guī)范已經(jīng)達(dá)到。注意的輸出信號(hào)中的任何失真。4。改變RL為150W，然后15 kW，觀察負(fù)載響應(yīng)。注意任何變化的輸出信號(hào)，并解釋負(fù)載的影響。5。使用計(jì)算機(jī)控制，記錄和繪制頻率響應(yīng)。查找角頻率和帶寬，來驗(yàn)證設(shè)計(jì)規(guī)格已滿足。6。測(cè)量輸入阻抗（通過RS的電流和RS晶體管側(cè)的節(jié)點(diǎn)電壓）和從負(fù)載電阻看到的輸出阻抗（利用開路電壓和跨RL=1.5kW的電壓和通過的電流。

33、以驗(yàn)證的輸入阻抗規(guī)格已經(jīng)達(dá)到。7?，F(xiàn)在插入設(shè)計(jì)第2步中確定的RE，與旁路電容器CE串聯(lián)，以形成一系列串聯(lián)反饋配置。測(cè)量Q點(diǎn)和中頻電壓增益。注意的輸出信號(hào)中的任何失真。8。重復(fù)步驟4 - 6。9。構(gòu)建設(shè)計(jì)部分的第3步中的所設(shè)計(jì)的CC放大器，如圖6-2所示。記住RS是除了函數(shù)發(fā)生器內(nèi)部50W電阻的電阻。通過測(cè)量Q點(diǎn)和中頻電壓增益驗(yàn)證放大器的運(yùn)作。在示波器上觀察輸出以確保波形未被剪輯。注意的輸出信號(hào)中的任何失真。10。調(diào)整輸入信號(hào)電平，以獲得一個(gè)3.0伏峰值的輸出電壓。11。確定中頻電流增益IL/IS （觀察通過RS的電流確定IS）?？偣β试鲆媸嵌嗌?？12。更換RL為» 50 W，然后&#

34、187; 750 W，觀察負(fù)載的響應(yīng)。注意輸出信號(hào)的任何變化，并解釋負(fù)載的響應(yīng)。13。重復(fù)步驟5和6。問題：1?？梢圆煌瑫r(shí)使用正和負(fù)的直流電源供應(yīng)電路嗎？解釋你的答案。 2。使用維德拉鏡像電流，而不是一個(gè)沒有RE的負(fù)載支路的優(yōu)點(diǎn)/缺點(diǎn)是什么？ 3。為什么電流源作為CE放大電路的旁路電流源，而并非為CC電路呢？ 4。負(fù)載電阻多大的值使獲得最大電壓增益？最大功率傳輸?shù)截?fù)載時(shí)的負(fù)載電阻多大？ 5。將每個(gè)放大器的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論預(yù)測(cè)（如使用的PSPICE®獲得的那些）做比較。注意增加在CE放大器的反饋如何影響增益，帶寬，和輸入和輸出阻抗。 6。將實(shí)驗(yàn)室過程11中的電流增益與以最大增益b +1進(jìn)

35、行對(duì)比。解釋其中任何的差異。 7。有什么其他的方法可以用來測(cè)量這種電路的RO？ 8。為什么在實(shí)驗(yàn)中FH測(cè)量值一般是不同于（低于）使用PSPICE®或手工計(jì)算確定的FH？窗體頂端 “”的用法示例：由 Google 自動(dòng)翻譯字典窗體底端將文件或鏈接拖放到此處以翻譯文檔或網(wǎng)頁。將鏈接拖放到此處以翻譯網(wǎng)頁。我們不支持您拖放的文件類型，請(qǐng)嘗試其他文件類型。我們不支持您拖放的鏈接類型，請(qǐng)嘗試其他類型的鏈接。項(xiàng)目七：級(jí)聯(lián)放大器目的：此項(xiàng)目將顯示共發(fā)射極- 共集電極級(jí)聯(lián)放大器的整體增益，頻率響應(yīng)，耦合。組件：2N2222晶體管 簡(jiǎn)介：多級(jí)放大器是由多個(gè)單晶體管放大器串聯(lián)構(gòu)成。第一級(jí)通常提供高輸入阻抗

36、。中間級(jí)通常占大部分所需的電壓增益。最后一級(jí)提供了一個(gè)低輸出阻抗，以防止損失信號(hào)（增益），并能夠承載負(fù)載所需的電流大小。在分析多級(jí)放大器時(shí)，對(duì)下一級(jí)的負(fù)載響應(yīng)必須考慮，因?yàn)橄乱患?jí)的輸入阻抗作為現(xiàn)階段的負(fù)載。因此，多級(jí)放大器的交流分析通常是從最后一級(jí)開始。每一級(jí)通常是電容耦合或直接耦合。被放大的信號(hào)是交流信號(hào)時(shí)最常用電容耦合。電容耦合階段，每級(jí)之間的直流電壓被電容阻斷。這種直流阻隔防止每一級(jí)的偏置點(diǎn)被打亂。 CE - CC級(jí)聯(lián)兩級(jí)放大器是一個(gè)很好的多級(jí)配置，因?yàn)镃E和CC放大器一起提供一些非?？扇〉奶匦浴E放大器組成第一級(jí)并且能夠提供高電壓增益。CE的輸入阻抗是hie（rp）的函數(shù)，對(duì)于高的偏

37、置電流可適度低一點(diǎn)，但對(duì)于低電流工作點(diǎn)輸入阻抗應(yīng)有數(shù)千歐。CE的輸出阻抗約等于RC，這通常是在千歐的范圍內(nèi)。CC放大器組成第二級(jí)，并具有高輸入阻抗，低輸出阻抗，高電流增益，和小于單位電壓增益的特性。在級(jí)聯(lián)配置中，總電壓和電流增益由下式給出：AV（總體）=AV（一級(jí)）* AV（二級(jí)）AI（總體）=AI(一級(jí)) * AI（二級(jí)）設(shè)計(jì)： 1。找到 - CC級(jí)聯(lián)放大器的總電壓增益。記住要考慮到多級(jí)放大器的負(fù)載電阻和輸入阻抗是不同的。2。找到一個(gè)C12的合適的數(shù)值使第一和第二級(jí)電容耦合。將C12當(dāng)作第一級(jí)的輸出耦合電容，確保C12不會(huì)導(dǎo)致主導(dǎo)極點(diǎn)： 圖7-1：CE-CC級(jí)聯(lián)放大電路注意: C12 必須是

38、非極化的圖 7-2:電流源偏置的CE-CC級(jí)聯(lián)放大電路實(shí)驗(yàn)步驟：使用題四和五或題六的CC,CE相應(yīng)的元件值構(gòu)建如圖7-1或圖7-2所示的CE-CC級(jí)聯(lián)放大器。1。測(cè)量每一級(jí)的中頻電壓增益VO1/VS，VO/Vi2和整個(gè)級(jí)聯(lián)放大器的總電壓增益VO/VS。請(qǐng)務(wù)必監(jiān)視示波器上的輸出，以確保波形不被剪切。與以前的相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果（S）比較。2。測(cè)量從電源所看到的輸入阻抗和從負(fù)載電阻看到的輸出阻抗?？碈E和CC的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量方法。將結(jié)果與以前的相關(guān)實(shí)驗(yàn)室結(jié)果（S）比較。3。使用計(jì)算機(jī)控制，記錄和繪制級(jí)聯(lián)放大器的頻率響應(yīng)。找到角頻率和帶寬。4。找到最大不失真的輸出電壓幅度。5。現(xiàn)在，使用相同的元件值，反轉(zhuǎn)順序使

39、CC成為第一級(jí)，CE作為最后一級(jí)。由于阻抗改變您應(yīng)該檢查C12的值。重復(fù)上述步驟1-4。這個(gè)級(jí)數(shù)反轉(zhuǎn)有什么影響呢？問題：1。將AV1和AV2與以前的相關(guān)實(shí)驗(yàn)的電壓增益比較。為什么得到相同或不同的增益？2。7-2圖級(jí)聯(lián)電路是否需要兩個(gè)獨(dú)立的電流源或者可以使用具有兩個(gè)負(fù)載分支一個(gè)電流鏡像電路（例如維德拉）來構(gòu)建？給出理由/解釋你的答案。3。對(duì)于級(jí)聯(lián)配置，當(dāng)級(jí)聯(lián)放大器是CE CC時(shí)，第一級(jí)的輸出阻抗能否與第二級(jí)的輸入阻抗相匹配？當(dāng)級(jí)聯(lián)放大器是CC CE時(shí)呢？4。，如果可能的話，第一級(jí)的輸出阻抗與第二級(jí)的輸入阻抗相匹配對(duì)電壓和電流的增益有什么樣的影響？項(xiàng)目八： MOSFET放大器目的：此項(xiàng)目將顯示MO

40、SFET的共源極和共漏極放大器的偏置，增益，頻率響應(yīng)和阻抗特性。組件：2N7000的MOSFET簡(jiǎn)介：兩個(gè)最流行的小信號(hào)MOSFET放大器配置是的共源（CS）和共漏（CD）配置。這兩個(gè)電路分別顯示在圖8-1和圖8-2。共源和共漏放大器像所有的MOSFET放大器一樣，具有高輸入阻抗的特點(diǎn)。兩個(gè)放大器的輸入阻抗值基本上只由偏置電阻RG1和RG2決定。RG1和RG2的值通常選擇盡可能高，以保持較高的輸入阻抗。高輸入阻抗是可取的，以防止加載信號(hào)源的放大器。一種流行的偏置為CS和CD配置計(jì)劃由分壓器RG1和RG2。這分壓器提供一個(gè)恒定的直流電壓的MOSFET柵極。這是非常類似BJT的偏壓安排項(xiàng)目9。BJ

41、T的偏置方案的主要區(qū)別是，理想沒有從分壓器到MOSFET的電流流過。CS和CD MOSFET放大器可以比CE和CC晶體管放大器。行政長(zhǎng)官放大器一樣，CS放大器具有負(fù)電壓增益和輸出阻抗約等于漏電阻（集電極電阻為CE放大器）。CD放大器與高輸入阻抗，輸出阻抗低，小于團(tuán)結(jié)電壓增益的特點(diǎn)CC放大器媲美。CS和CD的頻率響應(yīng)角頻率也可以近似使用的短路和開路時(shí)間項(xiàng)目9中所述的常量方法。一個(gè)BJT的小信號(hào)模型的比較（圖8-1）和場(chǎng)效應(yīng)晶體管（圖814-3）顯示在小信號(hào)分析模型方面的兩個(gè)設(shè)備之間的相似性。在這個(gè)項(xiàng)目中所使用的2N7000 MOSFET是一個(gè)N溝道增強(qiáng)型MOSFET。對(duì)于增強(qiáng)型MOSFET，的柵

42、源電壓必須是積極的，并沒有漏電流會(huì)流，直到VGS電壓超過正向閾值電壓VT。VT是每一個(gè)特定的MOSFET的參數(shù)是溫度敏感。此參數(shù)對(duì)溫度的敏感性是建立一個(gè)穩(wěn)定的直流偏置的原因之一。2N7000 MOSFET數(shù)據(jù)手冊(cè)中列出VT的最低和最高值分別為0.8 V和3.0 V的。圖8-1：共源極MOSFET放大器圖8-2：共漏極MOSFET放大器圖8-3：FET小信號(hào)模型設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)一個(gè)如圖8-1所示的共源放大器，規(guī)格如下：1。使用2N7000 MOSFET和一個(gè)20V直流電源2。中頻增益VO/VI ³ 6.03。低截止頻率FL£ 100Hz4。VO對(duì)稱擺動(dòng) ³ 3.0伏峰值（

43、6 V P-P）5。負(fù)載電阻RL = 5 kW6。源電阻RI = 50W（不包括泰克函數(shù)發(fā)生器的內(nèi)阻）設(shè)計(jì)一個(gè)如圖8-2的共漏放大器，規(guī)格如下：1。使用2N7000 MOSFET和一個(gè)20伏直流電源2。中頻增益VO/VI ³ 0.53。低截止頻率FL£ 100Hz4。VO對(duì)稱擺動(dòng)³ 5.0伏的峰值（10 V P-P）5。負(fù)載電阻RL = 200W6。源電阻RI= 50W（不包括泰克函數(shù)發(fā)生器的內(nèi)阻）實(shí)驗(yàn)過程：（12步驟可省略，若與之前完成的實(shí)驗(yàn)使用相同F(xiàn)ET）注：該MOSFET，可以很容易地被靜電損壞，因此仔細(xì)處理是重要的1。在數(shù)字曲線示蹤儀上查找門限電壓VTN和

44、傳導(dǎo)參數(shù)K（記得在飽和區(qū)中關(guān)系：ID = K（VGS - VTN）2）。2。從數(shù)字曲線示蹤儀確定rds的值。在晶體管的有源區(qū)中曲線ID - VDS的斜率是1/rds。3。構(gòu)建如圖8-1所示的CS電路。除了記住RI是安裝在函數(shù)發(fā)生器50W內(nèi)阻之外。4。測(cè)量Q點(diǎn)，中頻電壓增益和峰值對(duì)稱的輸出電壓以驗(yàn)證規(guī)格已滿足。請(qǐng)注意任何輸出信號(hào)的失真。5。調(diào)整輸出信號(hào)，以獲得最大不失真輸出電壓。滿足設(shè)計(jì)規(guī)范了嗎？6。觀察RL改變?yōu)?00 W、25 kW時(shí)的負(fù)載響應(yīng)。請(qǐng)注意在輸出信號(hào)中的任何變化并解釋負(fù)載影響。7。使用計(jì)算機(jī)控制，記錄和繪制的頻率響應(yīng)。查找角頻率和帶寬，驗(yàn)證規(guī)格已達(dá)到。8。測(cè)量從電源所看到的輸入阻

45、抗（看通過RI的電流和RI在晶體管一側(cè)的節(jié)點(diǎn)電壓）和從負(fù)載電阻看到的輸出阻抗（看開路電壓、通過RL的電流和電壓。確認(rèn)輸入阻抗規(guī)范已經(jīng)得到滿足。9。構(gòu)建如圖8-2所示的CD電路。記住RI安裝在函數(shù)發(fā)生器的50W內(nèi)阻之外。10。重復(fù)步驟4-8。問題：1。比較CS放大器與CE放大器的增益，頻率響應(yīng)，輸入阻抗和輸出阻抗。將CC放大器與CD放大器進(jìn)行比較。說明它們的差異/相似之處。項(xiàng)目九：差動(dòng)放大器目的：該項(xiàng)目將集中在單級(jí)差分放大器。 BJT和FET放大器將審查將偏置電阻和電流源使用。組件：2N2222晶體管，場(chǎng)效應(yīng)管2N7000簡(jiǎn)介：運(yùn)算放大器電子電路設(shè)計(jì)上的巨大影響，在過去的25年的模擬和數(shù)字兩種。

46、雖然改變運(yùn)算放大器的復(fù)雜性，速度和能力大大超過這個(gè)時(shí)間，基本操作仍然在很大程度上依賴于輸入差分放大器的階段。這是差分放大器將在這個(gè)項(xiàng)目研究的階段。差分放大器的目的是有效地轉(zhuǎn)向一個(gè)恒定的電流之間的兩個(gè)分支的兩個(gè)輸入信號(hào)之間的差異的功能。理想的情況下，放大器的輸出電流變化的結(jié)果，只反映輸入之間的區(qū)別。放大器的設(shè)計(jì)質(zhì)量的一部分，是確定的，通過檢查兩個(gè)特定的輸入條件下的差分放大器的輸出。差模電壓增益比ADM（輸入是在規(guī)模和符號(hào)相反平等）的共模電壓增益ACM（兩個(gè)輸入端都是平等的）是用來確定共模抑制比（CMRR）。該比率越高，更好的差分放大器階段是能夠區(qū)分在兩個(gè)輸入端的信號(hào)，目前的實(shí)際差異。輸入阻抗的差

47、分放大器階段的質(zhì)量是另一個(gè)重要舉措。 CMRR和尋的，這兩個(gè)項(xiàng)目，將這個(gè)項(xiàng)目的主要焦點(diǎn)。圖9-1說明了一個(gè)晶體管差分放大器和圖9-2顯示了一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管為主的階段。差分輸出版本（圖9-1（A）和9-2（B）在每一個(gè)分支的電阻和輸出測(cè)量?jī)烧咧g的收藏家（水渠）。許多差分放大器被設(shè)計(jì)成單端輸出，因?yàn)闊o論是集電極（漏）終端中的信息足以確定差分輸入。圖9-1（B）和9-2（B）說明單端設(shè)計(jì)。在單端的情況下，分支電阻（R1例如）被刪除，取而代之的是短路。 （VN）的非反相（VP）和反相輸入端的決心是由一個(gè)輸入終端上的變化和相應(yīng)的輸出電壓變化之間的關(guān)系。非反相輸入端增加輸入信號(hào)的增加導(dǎo)致輸出電壓。有180

48、°之間的反相輸入信號(hào)的變化和輸出信號(hào)的變化的相移。使用適當(dāng)?shù)腂JT或FET的電流鏡，每個(gè)圖所示電流源之間普遍實(shí)行。電流鏡的討論，可以發(fā)現(xiàn)在項(xiàng)目8個(gè)和13。使用一個(gè)電阻的電流鏡也可以用來提供約恒流源。在這個(gè)項(xiàng)目將調(diào)查目前供應(yīng)兩種類型。圖9 - 1：晶體管差分放大器圖9 - 2：場(chǎng)效應(yīng)管差分放大器設(shè)計(jì)：1。設(shè)計(jì)單端BJT差動(dòng)放大器能夠用± 15V的直流電源為一個(gè)1 kW 電阻提供± 10 V輸出擺幅。開關(guān)電流應(yīng)由一個(gè)BJT的電流鏡像電路提供。當(dāng)兩個(gè)輸入都接地時(shí)顯示示Vout值。驗(yàn)證您的設(shè)計(jì)的PSPICE ?。2。重復(fù)第1步，使用單個(gè)電阻器提供開關(guān)電流。3。設(shè)計(jì)單端FE

49、T差動(dòng)放大器能夠用± 15V的直流電源為一個(gè)1 kW 電阻提供± 5 V輸出擺幅。開關(guān)電流應(yīng)由一個(gè)FET的鏡像電 流提供。當(dāng)兩個(gè)輸入都接地時(shí)顯示示Vout值。驗(yàn)證您的設(shè)計(jì)PSPICE ?。?。4。重復(fù)步驟3，使用單個(gè)電阻器提供開關(guān)電流。實(shí)驗(yàn)過程：1。構(gòu)造如設(shè)計(jì)部分的步驟1的差動(dòng)放大器。兩個(gè)輸入接地時(shí)驗(yàn)證電路的運(yùn)作。電壓測(cè)量要小心，以避免有效地by-pass電流源。2。使每個(gè)輸入為差動(dòng)電壓信號(hào)（VX）。各個(gè)輸入電壓應(yīng)是大小相等但極性相反。測(cè)量輸出電壓并確定差模電壓增益（ADM）。測(cè)量終端輸入電流，并確定有效的從總的差分輸入電壓（2VX）看到的輸入阻抗。小心不要使放大器過載。3

50、。為兩個(gè)輸入端提供共模信號(hào)（同等幅度和極性相同）。調(diào)整您的共模電壓為第2步中的總差分電壓（2 VX）。測(cè)量輸出電壓，并確定共模電壓增益（ACM）。再次注意不要使放大器過載。確定此輸入條件下的輸入阻抗。把輸入阻抗與第2步確定的阻抗進(jìn)行比較。討論兩個(gè)值之間的任何的差異的可能原因。4。確定放大器的共模抑制比CMRR（ADM/ACM）。5。逆轉(zhuǎn)步驟2和3中輸入信號(hào)的極性，并確定改變后的差模增益，共模增益和共模抑制比（CMRR）。評(píng)論任何的相似性和/或差異。6。利用其他三個(gè)差分放大器重復(fù)步驟2 - 5。7。準(zhǔn)備的各種測(cè)量和所有的測(cè)試數(shù)據(jù)匯總。分析匯總數(shù)據(jù)，并提供各種設(shè)計(jì)之間的差異/相似性的一個(gè)簡(jiǎn)短的討論

51、。問題：1。是否任何或所有這些電路，可以使用一個(gè)單端的直流電源？解釋你的答案。2。如果有的話，對(duì)共模信號(hào)的值有什么限制嗎？放大器用一個(gè)電流源與那些使用單個(gè)電阻器的電流供應(yīng)有什么不同嗎？3。兩個(gè)電壓增益ADM和ACM受到電壓輸入值的影響嗎？解釋你的答案。4。輸入阻抗受到?jīng)Q定使用一個(gè)電流鏡而不是單個(gè)電阻器的影響了嗎？如果受到影響，差異如何解釋呢？5。討論基于BJT的差分放大器使用FET的電流鏡的好處/缺點(diǎn)。對(duì)與相反的情況重復(fù)討論。6。討論單端輸出設(shè)計(jì)相對(duì)于差分輸出的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。項(xiàng)目十：推挽放大器（AB類，B類）目的：這個(gè)項(xiàng)目將調(diào)查推挽放大器的運(yùn)作。 B類和AB類操作將被審查。組件：2N2907 ，

52、2N2222晶體管，簡(jiǎn)介：許多小信號(hào)放大器，BJT和FET，是偏頗的，提供對(duì)稱的輸出電壓擺幅。這種偏見的安排，在許多以前的項(xiàng)目研究，需要一個(gè)直流集電極（漏）電流和直流集電極 - 發(fā)射極（漏 - 源）電壓，即使沒有信號(hào)輸入時(shí)正在放大。消散在所有時(shí)代的電源產(chǎn)品在晶體管的偏置電流和電壓的結(jié)果。類放大器有一個(gè)連續(xù)的功耗被稱為A類放大器。在圖10-1所示的推挽放大器被稱為B類放大器以來，晶體管關(guān)閉，除非輸入信號(hào)有一個(gè)用于負(fù)輸出電壓擺幅的正極和一個(gè)晶體管使用的晶體管。在這種安排下，有沒有直流電源晶體管消耗。在圖19-2所示的晶體管有一個(gè)非常小的偏差應(yīng)用到每個(gè)基地，以改善放大器的線性度和減少交叉失真。這種安

53、排被稱為AB類，因?yàn)樗袃蓚€(gè)類A和B類放大器的特點(diǎn)。有許多額外的放大器類，包括C，D，E，F(xiàn)，G，H，和S，其中每一個(gè)特定的操作條件設(shè)計(jì)。這些額外的放大器類型大部分依賴于頻率相關(guān)的輸入和/或輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，并超出了這個(gè)項(xiàng)目的范圍。 B類和AB類放大器的運(yùn)作，將是該項(xiàng)目的重點(diǎn)。推挽放大器設(shè)計(jì)，提供較大的輸出電壓擺幅和功率增益。安排，讓兩個(gè)晶體管（NPN）提供積極的波動(dòng)當(dāng)前驅(qū)動(dòng)器和其他（PNP）為負(fù)波動(dòng)驅(qū)動(dòng)器。 NPN晶體管源極電流，而PNP的是說吸收電流。這個(gè)源庫關(guān)系指定推送（源） - 拉（片）放大器。在圖19-1中的電路需要一個(gè)非零的輸入信號(hào)（?的VBE（ON），將目前無論是晶體管導(dǎo)通

54、之前。 700 mV和?+ 700mV的 - 在一個(gè)扭曲的輸出信號(hào)，因?yàn)闆]有輸出信號(hào)，當(dāng)輸入信號(hào)之間?的這種結(jié)果。被稱為交越失真，因?yàn)樗l(fā)生當(dāng)輸入信號(hào)穿越從積極到消極或負(fù)轉(zhuǎn)正的非線性輸出信號(hào)（失真）。在圖10-2所示的放大器設(shè)計(jì)，以防止交叉失真，傳導(dǎo)的邊緣（平）保持在兩個(gè)晶體管。理想的情況下，這樣的安排使每個(gè)晶體管，以應(yīng)對(duì)任何非零輸入。然而，實(shí)際的設(shè)計(jì)通常的目標(biāo)是維持在一個(gè)稍微正向偏置的運(yùn)行狀態(tài)的兩個(gè)晶體管。由于每個(gè)晶體管有一個(gè)小的直流偏置，它就會(huì)消失，即使在輸入信號(hào)的情況下一個(gè)小的直流電源。 AB類指定這個(gè)功耗的后果。在AB類設(shè)計(jì)必須謹(jǐn)慎，不能由兩個(gè)晶體管對(duì)于一個(gè)給定的輸入信號(hào)有一個(gè)大的“反

55、向”交越失真。圖10 - 1：B類推挽放大器圖10 - 2：AB類推挽放大器設(shè)計(jì)：1。設(shè)計(jì)如圖10-1所示的B類放大器，可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)± 10 V輸出擺幅的2 kW的負(fù)載。確定放大器的增益。你可以假設(shè)你有在± 15 V和± 20 V電源供應(yīng)。使用PSPICE驗(yàn)證您的設(shè)計(jì)。2。構(gòu)建圖10-2所示的AB類放大器，重復(fù)步驟1。您可以使用400W作R的初始值，使用一個(gè)二極管處理直流電流在您的PSPICE小心分析。實(shí)驗(yàn)過程：1。按設(shè)計(jì)部分中的第1步構(gòu)造設(shè)計(jì)放大器。驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正常運(yùn)作。2。確定放大器沿您設(shè)計(jì)的可能最大對(duì)稱（有效）輸出擺幅的電壓，電流和功率增益，。3。調(diào)整輸入信號(hào)

56、以產(chǎn)生5 V峰值的輸出波形，測(cè)量交越失真按照輸入電壓電平和輸出波形為零的相位角。在2 V峰值輸出波形時(shí)重復(fù)上述測(cè)量。4。改變RL為150W，然后15 kW，觀察負(fù)載的響應(yīng)。注意輸出信號(hào)中任何變化并討論負(fù)載影響。5。使用計(jì)算機(jī)控制，記錄和繪制頻率響應(yīng)。找到角頻率和帶寬。6。測(cè)量輸入阻抗（看函數(shù)發(fā)生器上晶體管基極的電流和節(jié)點(diǎn)電壓）和輸出阻抗 （看開路電壓和通過RL = 2 kW的電流和電壓）。7。構(gòu)建設(shè)計(jì)部分中的第2步設(shè)計(jì)的 AB類放大器，重復(fù)步驟1 - 6。問題：1。比較兩個(gè)電路的輸出波形并討論特別是在交叉失真的相似性和差異。2。這兩種設(shè)計(jì)沒有輸入或輸出耦合電容。他們?yōu)槭裁词÷赃@些設(shè)計(jì)呢？如果電容被加入電路，運(yùn)作會(huì)改善嗎？3。 這些放大器任一個(gè)（或兩者）能設(shè)計(jì)采用單電源嗎？證明你的答案。4。兩個(gè)晶體管都必須“匹配”，設(shè)備參數(shù)如b和VBE(on)才能正常運(yùn)行嗎?解釋你的答案。項(xiàng)目十一：晶體管/ FET級(jí)聯(lián)放大器目的：此項(xiàng)目將顯示共發(fā)射極- 共源級(jí)聯(lián)放大器的整體增益，頻率響應(yīng)，耦合。組件：2N7000 2N2222晶體管，簡(jiǎn)介：多級(jí)放大器串聯(lián)的單晶體管放大器。第一階段通常提供高輸入阻抗，以盡量減少加載源（傳感器）。中間階段通常占多數(shù)所需的電壓增益。最后階段提供了一個(gè)低輸出阻抗，以防止信號(hào)損失（收益），并能夠處理負(fù)載所需的電流大小。在分析多級(jí)放