晶體管共射極單管放大電路實驗報告

1、廣州大學(xué)學(xué)生實驗報告院（系）名稱班別姓名專業(yè)名稱學(xué)號實驗課程名稱模擬電路實驗實驗項目名稱晶體管共射極單管放大電路實驗時間實驗地點實驗成績指導(dǎo)老師簽名【實驗?zāi)康摹?.學(xué)會放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試方法，分析靜態(tài)工作點對放大器性能的影響。2.掌握放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻及最大不失真輸出電壓的測試方法。3.熟悉常用電子儀器及模擬電路實驗設(shè)備的使用?！緦嶒瀮x器與材料】1.EL-ELA-IV的模擬電路實驗箱 2.函數(shù)信號發(fā)生器 3.雙蹤示波器4.交流毫伏表 5.萬用電表 6.連接線若干【實驗內(nèi)容與原理】 查閱資料可知實驗箱中的三極管30-35,rbb, 200圖1圖1為電阻分壓式工作點穩(wěn)定單管

2、放大器實驗電路圖。它的偏置電路采用RB1和RB2組成的分壓電路，并在發(fā)射極中接有電阻RE，以穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點。當在放大器的輸入端加入輸入信號Ui后，在放大器的輸出端便可得到一個與Ui相位相反，幅值被放大了的輸出信號U0，從而實現(xiàn)了電壓放大。在右圖電路中，當流過基極偏置電阻的電流遠大于晶體管的基極電流時（一般510倍），則它的靜態(tài)工作點可用下式估算: UCEUCCIC（RCRE）電壓放大倍數(shù):輸入電阻:RiRB1 / RB2 / rbe 輸出電阻：RORC由于電子器件性能的分散性比較大，因此在設(shè)計和制作晶體管放大電路時，離不開測量和調(diào)試技術(shù)。在設(shè)計前應(yīng)測量所用元器件的參數(shù)，為電路設(shè)計提供必

3、要的依據(jù)，在完成設(shè)計和裝配以后，還必須測量和調(diào)試放大器的靜態(tài)工作點和各項性能指標。一個優(yōu)質(zhì)放大器，必定是理論設(shè)計與實驗調(diào)整相結(jié)合的產(chǎn)物。因此，除了學(xué)習(xí)放大器的理論知識和設(shè)計方法外，還必須掌握必要的測量和調(diào)試技術(shù)。放大器的測量和調(diào)試一般包括：放大器靜態(tài)工作點的測量與調(diào)試，消除干擾與自激振蕩及放大器各項動態(tài)參數(shù)的測量與調(diào)試等。1.放大器靜態(tài)工作點的測量與調(diào)試(1)靜態(tài)工作點的測量測量放大器的靜態(tài)工作點，應(yīng)在輸入信號ui0的情況下進行， 即將放大器輸入端與地端短接，然后選用量程合適的直流毫安表和直流電壓表，分別測量晶體管的集電極電流IC以及各電極對地的電位UB、UC和UE。一般實驗中，為了避免斷開集

4、電極，所以采用測量電壓UE或UC，然后算出IC的方法，例如，只要測出UE，即可用算出IC（也可根據(jù)，由UC確定IC），同時也能算出：UBEUBUE，UCEUCUE。為了減小誤差，提高測量精度，應(yīng)選用內(nèi)阻較高的直流電壓表。(2)靜態(tài)工作點的調(diào)試放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試是指對管子集電極電流IC（或UCE）的調(diào)整與測試。靜態(tài)工作點是否合適，對放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點偏高，放大器在加入交流信號以后易產(chǎn)生飽和失真，此時UO的負半周將被削底，如圖(a)所示；如工作點偏低則易產(chǎn)生截止失真，即UO的正半周被縮頂（一般截止失真不如飽和失真明顯），如圖 (b)所示。這些情況都不符合不失真放大的要

5、求。所以在選定工作點以后還必須進行動態(tài)調(diào)試，即在放大器的輸入端加入一定的輸入電壓ui，檢查輸出電壓uO的大小和波形是否滿足要求。如不滿足，則應(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點的位置。 (a) (b)圖2.靜態(tài)工作點對uO波形失真的影響改變電路參數(shù)UCC、RC、RB（RB1、RB2）都會引起靜態(tài)工作點的變化，如圖3所示。但通常多采用調(diào)節(jié)偏置電阻RB2的方法來改變靜態(tài)工作點，如減小RB2，則可使靜態(tài)工作點提高等。圖3. 電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響最后還要說明的是，上面所說的工作點“偏高”或“偏低”不是絕對的，應(yīng)該是相對信號的幅度而言，如輸入信號幅度很小，即使工作點較高或較低也不一定會出現(xiàn)失真。所以確切地說，產(chǎn)生波形

6、失真是信號幅度與靜態(tài)工作點設(shè)置配合不當所致。如需滿足較大信號幅度的要求，靜態(tài)工作點最好盡量靠近交流負載線的中點。2、放大器動態(tài)指標測試放大器動態(tài)指標包括電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真輸出電壓（動態(tài)范圍）和通頻帶等。 (1)電壓放大倍數(shù)AV的測量調(diào)整放大器到合適的靜態(tài)工作點，然后加入輸入電壓ui，在輸出電壓uO不失真的情況下，單獨只用用交流毫伏表或者示波器測出ui和uo的有效值Ui和UO，則(2)輸入電阻Ri的測量為了測量放大器的輸入電阻，按圖3 電路在被測放大器的輸入端與信號源之間串入一已知電阻R，在放大器正常工作的情況下， 單獨只用交流毫伏表或者示波器測出US和Ui，則根據(jù)輸入

7、電阻的定義可得 圖4 輸入、輸出電阻測量電路測量時應(yīng)注意下列幾點: 由于電阻R兩端沒有電路公共接地點，所以測量R兩端電壓 UR時必須分別測出US和Ui，然后按URUSUi求出UR值。 電阻R的值不宜取得過大或過小，以免產(chǎn)生較大的測量誤差，通常取R與Ri為同一數(shù)量級為好，本實驗可取R12K。(3)輸出電阻R0的測量按圖3電路，在放大器正常工作條件下，測出輸出端不接負載 RL的輸出電壓UO和接入負載后的輸出電壓UL，根據(jù) 即可求出 在測試中應(yīng)注意，必須保持RL接入前后輸入信號的大小不變。(4)最大不失真輸出電壓UOPP的測量（最大動態(tài)范圍）如上所述，為了得到最大動態(tài)范圍，應(yīng)將靜態(tài)工作點調(diào)在交流負載

8、線的中點。為此在放大器正常工作情況下，逐步增大輸入信號的幅度，并同時調(diào)節(jié)RW（改變靜態(tài)工作點），用示波器觀察uO，當輸出波形同時出現(xiàn)削底和縮頂現(xiàn)象（如圖4）時，說明靜態(tài)工作點已調(diào)在交流負載線的中點。然后反復(fù)調(diào)整輸入信號，使波形輸出幅度最大，且無明顯失真時，用交流毫伏表測出UO（有效值），則動態(tài)范圍等于?；蛴檬静ㄆ髦苯幼x出UOPP來?！緦嶒灢襟E】1.調(diào)試靜態(tài)工作點在實驗箱上按電路圖連接好電路，接通直流電源前，先將RW調(diào)至最大，不接入函數(shù)信號發(fā)生器。接通12V電源、調(diào)節(jié)RW，使IC2.0mA（即UE2.0V）， 用直流電壓表測量UB、UE、UC及用萬用電表測量RB2值。記錄于表一中。2.測量電壓放

9、大倍數(shù)在放大器輸入端加入頻率為1KHz的正弦信號uS，在示波器的輸出端接入交流毫伏表，調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器的輸出旋鈕使放大器輸入電壓Ui10mV，同時用示波器觀察放大器輸出電壓uO波形，在波形不失真的條件下，用交流毫伏表測量下述三種情況下的UO值，并用雙蹤示波器觀察uO和ui的相位關(guān)系，記錄于表二中。3.測量放大電路輸入電阻和輸出電阻（1）置Rc=2.4k，RL=2.4K，Ic2.0 mA。輸入f=1 kHz的正弦信號電壓ui10mV，在輸出電壓uo不失真的情況下，用交流毫伏表測出us、ui和uL，記錄于表三中。（2）保持us不變，斷開RL，測量輸出電壓uo，記錄于表三中。【實驗數(shù)據(jù)整理】 表一

10、 IC2mA測 量 值計 算 值UB（V）UE（V）UC（V）RB2（K）UBE（V）UCE（V）IC（mA）2.662.007.6668.00.675.202.00表二 Ic2.0mA Ui10mV序號RC（K）RL(K)Uo(V)AV觀察記錄一組uO和u1波形12.40.20020.021.20.11711.732.42.40.12312.3表三次數(shù)usmVuimVRi( k)uomVuLmVRo( k)119.110.0測量值計算值196100測量值計算值217.69.60.9430.87519096.75.214.89320.510.4212104平均19.110.0199.3100.

11、2【實驗結(jié)果與分析】一表一測量結(jié)果中：UB-UE=2.66V-2.00V=0.66V=UBE UC-UE=7.76V-2.00V=5.76V=UCE 實測的靜態(tài)工作點與理論值基本一致，相差并不大，說明電路理論值與計算值接近，是較為理想的工作狀態(tài)。實測UBEUBUE0.66V，而理論為0.70V，產(chǎn)生誤差的原因可能是UB、UE的值接近，這種接近的兩個量相減的間接測量，則合成相對誤差就比較大了,因電路實驗?zāi)Ｐ屠匣雀鞣N原因、電路中各個原件參數(shù)與標注參數(shù)有偏差、導(dǎo)致計算理論值與實際測量值有一些誤差、在可接受范圍內(nèi)可認為測量值有效。產(chǎn)生誤差的原因主要有以下幾點：(1)實驗連線有一定的阻值導(dǎo)致誤差存在；

12、(2)靜態(tài)工作點調(diào)試不準確，沒調(diào)到正確的靜態(tài)工作點。(3)溫度影響實驗器材的阻值；(4)信號不穩(wěn)定，測量時信號過大導(dǎo)致靜態(tài)工作點失真；(5)在測量時沒有去掉輸入信號，導(dǎo)致測量存在誤差。二查閱資料可知實驗箱中的三極管30-35,rbb, 200表二中：取=33，rbe= rbb,+(1+)26mAIEQ=200+(1+33) 262=642對于測量電壓放大倍數(shù)理論值中,但實驗過程中無法直接得出；而在實際放大倍數(shù)中，序號1，2,3的電壓放大倍數(shù)分別為為20.0,11.7,12.3倍。看出接入電路的負載對實際放大倍數(shù)有影響，與空載時的放大倍數(shù)相比，影響較大。晶體管共射極單管放大器中Rc,Rl及靜態(tài)工

13、作點對放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的影響:Rc越大，電壓放大倍數(shù)越大、輸入電阻不受影響、輸出電阻越大。Ri越大，電壓放大倍數(shù)越小、輸入電阻越小、輸出電阻不受影響。靜態(tài)工作點中電流越大，電壓放大倍數(shù)越大、輸入電阻越小、輸出電阻不受影響。但靜態(tài)工作太大或太小容易導(dǎo)致三極管進入飽和或截止。三表三中：計算輸入電阻公式：根據(jù)定義：輸入電阻 輸出電阻 3.1放大電路直流工作點主要參數(shù)包括、，與電路元件參數(shù)、及晶體管的均有關(guān)，在實際工作中一般通過上偏置電阻來調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點。放大電路主要性能參數(shù)中，靜態(tài)參數(shù)主要借助萬用表直接或間接測量，動態(tài)參數(shù)則主要借助示波器測量。單管放大電路中直流工作點的設(shè)置會影

14、響動態(tài)參數(shù)如電壓增益、輸入電阻、頻帶寬度等。發(fā)射極負反饋電阻會對放大電路的動態(tài)特性造成影響，如減小電壓增益，展寬頻帶等，但會穩(wěn)定靜態(tài)工作點。四討論靜態(tài)工作點變化對放大器輸出波形的影響。答：靜態(tài)工作點要選擇適合。若不適合的話，放大器輸出波形會失真。放大器的功能就是在不失真的情況下放大信號，失真了得放大信號是沒有意義的。具體來講：(1)靜態(tài)工作點在特性曲線的位置如果上升（變大），那么Q點會達到飽和區(qū)，會出現(xiàn)飽和失真，也就是正弦波信號上半部分會缺失；(2)靜態(tài)工作點在特性曲線的位置如果下降（變?。敲碤點會達到截止區(qū)，會出現(xiàn)截止失真，也就是正弦波信號下半部分會缺失。五分析討論在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題

15、。我在調(diào)試中主要出現(xiàn)以下問題：(1)起初電源正負極接反了，導(dǎo)致表1、表2、表3出現(xiàn)奇怪數(shù)據(jù)，當時沒發(fā)現(xiàn)。做實驗時不管怎么調(diào)靜態(tài)工作點，輸出放大信號不會失真，此時檢查電路才發(fā)現(xiàn)。此類錯誤由粗心所造，以后應(yīng)避免。(2)負載電阻插座接觸不良，可以對實驗儀器進行改造，負載電阻RL可以采用夾住的方法連接方可減少避免接觸不良問題。(3)實驗引出的測量線生銹，可能對實驗會造成較大的測量誤差。(4)RB2沒有調(diào)到合適阻值導(dǎo)致在調(diào)輸入信號時候正弦波在最大不失真情況下沒有達到上下同時失真。六分析靜態(tài)工作點對放大器性能的影響。答：靜態(tài)工作點是否合適，對放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點偏高，放大器在加入交

16、流信號以后易產(chǎn)生飽和失真，此時u。的負半周將被削底；如工作點偏低則易產(chǎn)生截止，即u。的正半周被縮頂(一般截止失真不如飽和失真明顯)。這些情況都不符合不失真放大的要求。所以在選定工作點以后還必須進行動態(tài)測試，即在放大器的輸入端加入一定的ui，以檢查輸出電壓u。的大小和波形是否滿足要求。如不滿足，則應(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點的位置。七怎樣測量RB2阻值？答：測量在線電阻時，要確認被測電路沒有并聯(lián)支路并且被測電路所有電源已關(guān)斷及所有電容已完全放電時，才可進行；因此本實驗測量RB2時要將開關(guān)K斷開。測量前先將開關(guān)轉(zhuǎn)到電阻X1K檔，然后把紅、黑表筆短路，調(diào)整“0”調(diào)整器，使指針指在0位置上（萬用表測量電阻時不同倍

17、率檔的零點不同，每換一檔都應(yīng)重新進行一次調(diào)零。），再把紅、黑表筆分開去測被測電阻的兩端，即可測出被測電阻RB2的阻值。八.總結(jié)放大器的參數(shù)對電壓放大倍數(shù)的影響及輸入輸出波形的相位變化情況。答：由表22的實驗結(jié)果可知：在靜態(tài)工作點相同情況下1.RL越大，AV越大；RL越小，AV越小；2.RC越大，AV越大；RC越小，AV越小； AV與RL/RC成正比。實驗滿足公式。3.輸入ui與輸出uo的波形相位相反?！緦嶒炐牡谩勘敬螌嶒炇俏易龅牡诙€完整的電子電路實驗，從開始的預(yù)習(xí)理論計算到實際實驗，到實際搭建電路測量，在這整個過程中，我更深入的了解了單管放大電路的工作原理以及每個變量對放大電路的影響情況。在實驗中我也發(fā)現(xiàn)提前明白實驗測量原理的必要性，只有清楚自己該做什么了才能在實驗中有條不紊，才能在規(guī)定的時間內(nèi)及時完成實驗。第一次去的時候，由于預(yù)習(xí)不到位，導(dǎo)致最后最后都沒做完。第二次的時候我吸取上次的教訓(xùn)，搭好電路。由于準備充分，我及時完成了實驗任務(wù)