两级放大电路的设计（参考版）

设计指标：

AV>250，Ri≥10kΩ，RL=5.1kΩ， BW=50Hz~50kHz，D<5% 。 设计条件：

输入信号（正弦信号）：2mV≤Vi≤5mV，信号源内阻：Rs=50Ω，电源电压：VCC=12V； 半导体三极管9013，参数：β=100，rbb’=300Ω，Cμ=5pF，fT=150MHz，3V≤VCC≤20V， PCM=625mW，ICM=500mA，V(BR)CEO=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%的要求，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；Ri≥10kΩ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β=100。

4．各级静态工作点设定

动态范围估算：T1级：Vim1?2Vimax?52mV, AV1?12, Vom1 ?AVV112?52?84m。V 1i?m T2级：Vim2?Vom1?84mV , AV2?25， Vom2?AVV 225?84?2.1。V2i?m为避免饱和失真，应选：CCEQ?Vom?VCE(sat) ；可见 T1级VCEQ1可选小些，T2级VCEQ2可选大些。

ICQ取值考虑：设定主要根据ICQ?ICM?ICEQ，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，T1、T2工作电流应选小些。

T1级静态工作点确定：

取rbe1?3kΩ, 依rbe1?rbb'??ICQ1?VT,可推得ICQ1

?VTrbe1?rbb'其中??100，rbb'?300，VT?26mV可求得ICQ1?100?26?0.963mA3000?300I选 ICQ1?0.7mA ， IBQ1?CQ1?0.07mA , VCEQ1?2V>0.12V?T2级静态工作点确定：

一般应取ICQ2?ICQ1 ，VCEQ2?VCEQ1 选 ：ICQ2?1.2mA , IBQ2?ICQ2??0.012mA , VCEQ2?4V>3V

5．偏置电路设计计算（设VBEQ?0.7V）

T1级偏置电路计算：

取IRb1?10IBQ1?10?0.007?0.07mA11VBQ1?VCC??12?4V33故：Rb1?

VCC?VBQ1Ib1?12?4?114.286kΩ 取标称值120 kΩ 0.0711PRb1?Ib12Rb1?0.072?120?0.588mW

88 Rb2?VBQ1444????63.492kΩ 取标称值62 kΩ IRb2IRb1?IBQ10.07?0.0070.06311PRb2?Ib22Rb2?0.0632?62?0.246mW

88 Re1?VBQ1?VIEQ1BEQ1?V?BVQ1(1??)IBQ14?0.73.3?BEQ1??4.67kΩ 101?0.070.7071PRc1'?IEQ12Rc1'?0.7072?0.3?0.15mW

81PRc1''?IEQ22Rc1''?0.7072?4.7?2.15mW

811选Re1' 300?/W 选Re1'' 4.3k?/W

88RC1?VCC?VCEQ1?VEQ1ICQ1?VCC?VCEQ1?(VBQ1?VBEQ1)ICQ1?12?2?4?0.7?9.571kΩ

0.7取标称值9.1kΩ

11PRc1?ICQ12Rc1?0.72?9.1?4.46mW

88

T2级偏置电路计算：

取IRb3?10IBQ3?10?0.012?0.12mAVBQ211?VCC??12?4V33

故： Rb3?VCC?VBQ2IRb3?12?4?66.67kΩ 取标称值68 kΩ 0.1211 PRb3?IRb32Rb3?0.122?68?0.979mW

88Rb4?VBQ2IRb4?VBQ2IRb3?IBQ2?44??37.04kΩ 取标称值36 kΩ

0.12?0.0120.10811PRb4?IRb42Rb4?0.1082?36?0.42mW

88Re2?VBQ2?VBEQ2IEQ2?VBQ2?VBEQ2(1??)IBQ2?4?0.73.3??2.723kΩ101?0.0121.212

Re2分为Re2'(交流负反馈)、Re2''，取Re2'?56?，Re1''?2.7kΩ1PRc2'?IEQ22Rc2'?1.2122?0.056?0.082mW

81PRc2''?IEQ22Rc2''?1.2122?2.7?3.97mW

811选Re2' 56?/W 选Re2'' 2.7k?/W

88RC2?VCC?VCEQ2?VEQ2ICQ2?12?4?4?0.7?3.92kΩ 取标称值3.9kΩ

1.211PRc2?ICQ22Rc2?1.22?3.9?5.62mW

88

6．静态工作点的核算

T1级：

Rb262VCC?VBEQ1?12?0.7Rb1?Rb2ICQ1??IBQ1???100?120?62?0.67mA

120?62Rb1//Rb2?(1??)Re1?101?4.6120?62VCEQ1?VCC?ICQ1Rc1?(1??)=12-0.67?9.1-101?ICQ1?Re1

0.67?4.6?2.79V 100符合设计要求。

ICQ2Rb336VCC?VBEQ2?12?0.7Rb3?Rb468?36??IBQ1???100??1.144mA

68?36Rb3//Rb4?(1??)Re2?101?2.75668?36VCEQ2?VCC?ICQ2Rc2?(1??)ICQ2?Re2

1.144?2.756?4.35 =12-1.144?3.9-101? 4V100符合设计要求。

7．电容器的选择 C1：

rbe?rb?b'?VT26?300?10?0?ICQ10.674.Ω18kRi1'?rb???R)e?1'4.?18?101?0.3Ω34.48ke(1120?62?40.8Ω8k120?62Rb'?Ri'140.88?34.48??18.7kΩ Ri?Rb'//Ri'1?Rb'?Ri'140.88?34.48Rb'?Rb1/R/b?2RS?50ΩC1?(3~10)11?(3~10)?2πfL(RS?R)i2π?50?(0.05+18.7)?103

?(3~10)?1.7?5.1μF~17μF取C1?10μF 选C1 10μF/16V

C2：

Ro1?RC?k19.1Ωrbe2?rRi2'?rb?b'?2VT26?300?100??2.573kΩICQ210144be2?(1??)R?2.573?101?0.056?8.23kΩe2'68?36?23.54kΩ68?36 23.54?8.23Ri2?Rb''//R'i??6.1kΩ22.54?8.2311C2?(3~10)?(3~10)?2πfL(Ro1?R)i22π?50?(9.1+6.1)?103Rb''?Rb3//Rb?4?(3~10)?1.99?5.97μF~19.9μF取C2?10μF 选C2 10μF/16VC3：

C3?(3~10)11?(3~10)?2πfL(Re2?R)L2π?50?(3.9+5.1)?103

?(3~10)?3.54?10.62μF~35.4μF取C3?10μF 选C3 10μF/16V Ce1：

Ce1?(3~10)11?(3~10)?2πfLRe1''2π?50?4.3?103

?(3~10)?7.4?22.2μF~74μF 取Ce1=47μF 选Ce1 47μF/16V Ce2：

Ce2?(3~10)11?(3~10)?2πfLRe2''2π?50?2.7?103

?(3~10)?1.18?3.54μF~11.8μF取Ce2=47μF 选Ce2 47μF/16V

8.指标核算

Ri=18..7kΩ>10kΩ 满足设计要求

RL1=Ri2=6.1kΩ

9.1?6.1R?RC//Ri2??3.652k?

9.1?6.1'L1

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