两级放大电路的设计参考版

WORD格式整理设计指标：Av>250, R > 10k Q, FL=5.1k Q, BW=50Hz50kH, D<5%。设计条件：输入信号(正弦信号)：2mVCV<5mV信号源内阻：恳=50Q,电源电压： V=12V;半导体三极管 9013,参数：B =100, rbb' =300Q, G=5pF, fT=150MHz3VWVCo<20V,Pch=625mW I 如500mA V(br)ce=40V。1 电路选型：小信号放大电路选用如图1所示两级阻容耦合放大电路，偏置电路采用射极偏置方式，为了提高输入电阻及减小失真，满足失真度 D<5%勺要求，各级射极引入了交流串联 负反馈电阻。2 指标分配：要求Av>250,设计计算取Av=300,其中T1级Av1=12, Av2=25; R > 10kQ要求较高, 一般，T1级需引入交流串联负反馈。3 半导体器件的选定指标中，对电路噪声没有特别要求，无需选低噪声管；电路为小信号放大，上限频率fH=50kHz,要求不高，故可选一般的小功率管。现选取 NPN型管9013,取B =100。4 各级静态工作点设定动态范围估算：T1 级：Vim! 2Vimax =5 2mV, =12,V°mi = A/iMmi =12 52 = 84mV。T2级：Vim2 =Vom1 =84mV , Av2 = 25 ，Vom2 = Av2Vim2 = 2584 = 2.2。为避免饱和失真，应选 :CCEQ 占 Vom *VCE(sat)；可见T1级VCEQ可选小些，T2级VCEQ2可选大些。Icq取值考虑：设定主要根据IcQ-lcM - I CEQ，由于小信号电压放大电路IcM较小; 另从减小噪声及降低直流功率损耗出发，Tp T2工作电流应选小些。T1级静态工作点确定：取隔3kQ,依1 =氐叶0出,可推得1 CQ1:VICQ1T 其中：=100, rbb' = 300, VT =26mVbe1 -bb '可求得 ICQ1 100 260.963mACQ1 3000-300选 Icq 0.7mA ,Ibq1 二辱=0.07mA , Vceq 2V>0.12VT2级静态工作点确定:般应取I CQ2 ' I CQ1,VcEQ2 ' VcEQ1选：1 CQ2 = 1.2mA , 1 BQ2 =l CQ2Q- = 0.012mA , V cEQ2 二 4V>3V5 偏置电路设计计算（设Vbeq =0.7V ）T1级偏置电路计算:取l Rb1 - 10l bq1 -10 0.007= 0.07mAVbqi Vcc =312=4V33故: &rVcC _VbQ11 b112 _4114.286kQ 取标称值 120 k Q0.071iPRb1 讥凭=0.072 120 = 0.588mW<-W 选 為 120 k Q / W88VBQ14 63.492kQ 取标称值62 kQl Rb2 l Rbi - l bqi 0.07 - 0.0070.0631iFRblb22Rb0.0632 62 =0.246mW< W 选 Rb2 62 k Q / W88&1 =V3Q1 _VBEQ1VBQ1 _VBEQ14-0.71 EQ1(1)IBQ1 101 0.070.707竺:4.67kQFRc1 lEQ12RC10.7072 0.3 = 0.15mWvW8Rci“ “EQ22Rci“ M0.7072 4.7 =2.15mW< W81i选R/ 300 门/ W选Re1'' 4.3k/ W88.VCC _VCEQ101 :1 CQ1VEQ1Vcc -Vceq1 -MQ1 -Vbeq1)二 12-2-4°.7= 9.57ikQ1 CQ10.7专业知识分享取标称值9.1k Q,2选 RC19.1 k Q /FRc1 = Icq/Rt =072 9.1 =4.46mW<w8T2级偏置电路计算:取 lRb3 =10Ibq3 =10 0.012 = 0.12mAVbq2 Vcc =1 12-4VVCC -VBQ2 12_4故：I飞厂二歸=66.67kQ取标称值68 k Q22iiFRb3 = lRb32Rb3 =0.122 68 =0.979mWvw 选 甩68 k Q / W8 8RbVBQ2 Vbq24437.04kQ 取标称值36 kQ1选 Rb4 36 k Q 它I Rb4I Rb3 I BQ20.120.0120.1082 2 1PRb""108 3642mW<8WVBQ2 -VBEQ2Re21 EQ2VBQ2 - VBEQ240.7(1 H BQ2101 0.0122.723k Q1.212Re2分为Re2'(交流负反馈 卜Re2”，取'=56门,巴'=2.7k QFRc2 IEQ22Rc2, =1.2122 0.056 = 0.082mW<1W82 2 1FRc2" = I eq2 Rc2" =1.2122.7 = 3.97mW< W811选Re2' 56/-W选R32" 2.7k I】/W88C2 =VccVcEQ2 _Veq2I CQ212-4-4 0.71.2=3.92k Q取标称值3.9 k Q2 2 1 1FRc2 TCQ22Rc2 =1.22 3.9 = 5.62mW< 丄 W选 RC2 3.9 k Q /W8 86 静态工作点的核算T1级:Lq1 二釣BQ1口Vcc -Vbeq162120.7弘理100120 620.67mARb1Rb2+(1 + B)Re1120沢62+10仆46120 62 'VCEQ1二Vcc-|cqR1 -(1)旦农1=12-0.67 MO1 唱 4"2.79V符合设计要求&>3D VCC _VBEQ2-Rb3Rb4100Rb3 / Rb4(1：)Re23612-0.768 361.144mA68 36101 2.75668 36n. I CQ2VcEQ2 二 Vcc -I CQ2十2=12-1.1443.9-1011.144 2.756 = 4.354V100符合设计要求。7 电容器的选择C 1：rbe = rbb，：止=300 100 -264.18k QI cq10.67陷'=rbe (1JRe1，二 4.18 101 0.3 二 34.48k QRbRb1 / Rb 120 62 = 40.88k Q120+62= Rb'Ri1'=Rb' R1'R3 ' R1'40.88 34.4840.8834.48-18.7k QRs = 50 Q1 1G 一(310)(3 10)32 nL (Rs R)2 n 50 (0.05+18.7) 10=(3 10) 1.7 =5.1 折17 疔 取 G =10 折选 C1 10mF/16VC 2：= Rci =9.1k Q隹 VT26rbe2 = rbb'2一 =300 TOO2.573k QI CQ210144R2 ' =rbe2 (1：)Re2' =2.573 101 0.056 =8.23kQRb= Rb3 / R 工 68 36 工 23.54k Q68+36R2 二 Rb'7/R2'= 23.54 8.23 =6.1k Q2.54 8.23C2 _(310)12 L (Ro1R2 )-(3 10)12 n 50 (9.1+6.1) 103= (3 10) 1.99 =5.97 疔19.9 折 取 C2 =10 疔选 C2 10 折/16VC3:C3 (310)-(3 10)32 n 50 (3.9+5.1)103=(3 10) 3.54 = 10.62(jF35.4(J-取 C3=10mF选 C3 10 mF/16VCe1 -(310)12 n Re1 ''= (310)2n 50 4.3 103=(3 10) 7.4 = 22.2(F74 pFG2：取G1=47卩F选 G1 47 p F/16VCe2 - (310)2 血 Re21防(310)12n 50 2.7 103= (310) 1.18 =3.54 尸11.8尸取 G2=47 p F 选 G2 47 p F/16V8.指标核算R=18.7k Q >10kQ满足设计要求Rj=R2=6.1k QRm = Rc / R2 = 9.1".1 = 3.652ko9.1 6.1-1003.65234.48-11RL = Rc2/ Rl 二 3.9 5.1 = 2.21k 13.9 5.1A：2 - -冬二 -100 221 二-26.85R28.23Av = Aw Av2 二-11 (-26.85) = 295 250 满足设计指标要求核算 fH、fi_ :tL1 =(艮+ R)G =(0.05+18.7)x103x10>d06=187.5ms十(RWReE(1 'R1)Re'1Ce10.342 4.3 103 47 10 = 14.89ms0.342 4.3二 152msL2 珂住勺R2)c2 =(9.1 6.1) 103 10 10-61 'e2<(Re1/Rb2/R34rbe2R2)R；2Ce20.146 2.736103 47 10 0.146 2.7= 0.139 103 47 10"6 = 6.51msc2 n 2 n 1.15 Lj（丄2 n 1.15 187.5 14.89 152)1036.51=32.2Hz < 50Hz满足设计要求gm1 二CQ1Vt067 二 25.77ms26CQ2Vt1.14426二 44msR10 = RS / R）rbb1(1尺 r.二30.65 3.8830.65 3.88310 = 3.444k Q片=R0C把=3.444 x103 x150"0/ = 0.5166 Q二 -gm1Ru 二 -25.77 3.652 二-94.112''33R20 = Ro（1 gm1Ru） Rm = 3.444 103 95.112 3.652 10 = 331.218k Q312H2 二 R20C 诃二 331.218 105 101.656 Q'-'12 519 疋 2 2733R30=RCRb rbb2 （1 ：）Re2r210 -1.924k Q12.519 + 2.273312H3 = RsoCi =1.924 103 150 10= 0.2886 pSAv2 _gm2Rl 二-44 2.21 二-97.24''3R40 =艮0（1 gm2R2） RL2 =（1.924 98.24 2.21） 10 = 191.224k Q312H2 = R40C迄=191.224 103 5 10= 0.956 ph2 n1.1542 n ' Hjj=1空（111）2n 0.51661.6560.28860.956-53.56kHz > 50kHz满足设计要求