單級共射放大電路

1、實驗二 單級共射放大電路實驗原理圖2- 1為電阻分壓式工作點穩(wěn)定單管共射放大電路實驗原理圖。它的偏置電路采用FBi和 電組成的分壓電路，并在發(fā)射極中接有電阻FE，以穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點。當(dāng)在放大電路的輸入端加 入輸入信號Ui后，在放大電路的輸出端便可得到一個與 u相位相反，幅值被放大了的輸出信號 Uo,在圖2- 1電路中，當(dāng)流過偏置電阻RB1和 電 的電流遠(yuǎn)大于晶體管T的基極電流I b時（一般510倍），則它的靜態(tài)工作點可用下式估算：RB1Rb2Ub - UbeReU ce= UCc- I C ( Rd+ Re)電壓放大倍數(shù)& rbe輸入電阻R = R31 / Rb2 / r be輸出電阻

2、R o Rd由于電子電路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)測量所用元電路件的參數(shù)，為電路設(shè)計提供必要的依據(jù)，在完成設(shè)計和裝配以后， 還必須測量和調(diào)試放大電路的靜態(tài)工作點和各項性能指標(biāo)。一個優(yōu)質(zhì)放大電路，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)放大電路的理論知識和設(shè)計方法外，還必須掌握必要的測量和 調(diào)試技術(shù)。放大電路的測量和調(diào)試一般包括：放大電路靜態(tài)工作點的測量與調(diào)試，消除干擾與自激振蕩及放 大電路各項動態(tài)參數(shù)的測量與調(diào)試等。1、放大電路靜態(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電路的靜態(tài)工作點，應(yīng)在輸入信號 Ui =

3、0的情況下進(jìn)行， 即將放大電路輸入端與地端 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lc以及各電極對地的電位UB、UD和UE。一般實驗中，為了避免斷開集電極，所以采用測量電壓 UE或Ub,然后算出 lc的方法，例如，只要測出UE,即可用I c T E = Ue算出I c （也可根據(jù)I c二土 UC，由UC確定I C）， ReRc同時也能算出 LBe= UB- UE，UCe= UC- UE。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)試放大電路靜態(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

4、放大電路的性能和輸出波形都有很大影響。 如工作點偏高，放大電路在 加入交流信號以后易產(chǎn)生飽和失真，此時 UO的負(fù)半周將被削底，如圖2-2（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2- 2（b）所示。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(jìn)行動態(tài)調(diào)試，即在放大電路的輸 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。圖2-2靜態(tài)工作點對uo波形失真的影響改變電路參數(shù)UCc、R、吊（FU吊2）都會引起靜態(tài)工作點的變化，如圖2-3所示。但通常多采用調(diào)節(jié)偏置電

5、阻FL的方法來改變靜態(tài)工作點，如減小 FL,則可使靜態(tài)工作點提高等。icbUte圖2-3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 失真是信號幅度與靜態(tài)工作點設(shè)置配合不當(dāng)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(fù)載線的中點。放大電路動態(tài)指標(biāo)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)整放大電路到合適的靜態(tài)工作點，然后加入輸入電壓Ui，在輸出電壓Uo不失

6、真的情況下，用交流毫伏表測出Ui和Uo的有效值U和UO,則：U02）輸入電阻R的測量為了測量放大電路的輸入電阻，按圖2-4電路在被測放大電路的輸入端與信號源之間串入一已 知電阻R在放大電路正常工作的情況下，用交流毫伏表測出US和U，則根據(jù)輸入電阻的定義可得:UiUiIiUrUiUs -U圖2-4 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U ,然后 按US- U求出U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R為同一數(shù)量級為好，本實驗可取R= 12KQ。3）輸出電阻Ro的測量按圖2-4電

7、路，在放大電路正常工作條件下，測出輸出端不接負(fù)載Rl的輸出電壓UO和接入負(fù)載后的輸出電壓U.，根據(jù)ULRl Uo即可求出：RO =（ U _1）Rl在測試中應(yīng)注意，必須保持 R.接入前后輸入信號的大小不變。4）最大不失真輸出電壓LOpp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(fù)載線的中點。 為此在放大電路正 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），用示波電路觀察 Uo,當(dāng)輸出波形同時出現(xiàn)削底和縮頂現(xiàn)象（如圖2 5）時，說明靜態(tài)工作點已調(diào)在交流負(fù)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

8、測出UO （有效值），則動態(tài)范圍等于2 2Uo。或用示波電路直接讀出UOpp來。圖2 5靜態(tài)工作點正常，輸入信號太大引起的失真5）放大電路幅頻特性的測量放大電路的幅頻特性是指放大電路的電壓放大倍數(shù)d與輸入信號頻率f之間的關(guān)系曲線。單管阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線如圖 2 6所示，Aum為中頻電壓放大倍數(shù)，通常規(guī)定電壓放大倍數(shù) 隨頻率變化下降到中頻放大倍數(shù)的1/ 2倍，即0.707Aum所對應(yīng)的頻率分別稱為下限頻率fL和上限頻 率5,則通頻帶f BVV= f H一 f L放大電路的幅率特性就是測量不同頻率信號時的電壓放大倍數(shù)a。為此，可采用前述測 Aj的方法，每改變一個信號頻率，測量其相應(yīng)的電

9、壓放大倍數(shù)，測量時應(yīng)注意取點要恰當(dāng)，在低頻段與高頻 段應(yīng)多測幾點，在中頻段可以少測幾點。此外，在改變頻率時，要保持輸入信號的幅度不變，且輸出 波形不得失真。1、調(diào)試靜態(tài)工作點接通直流電源前，先將 R調(diào)至最大，函數(shù)信號發(fā)生電路輸出旋鈕旋至零。接通+12V電源、調(diào)節(jié)使lc= 2.0mA （即卩4.0V），用直流電壓表測量Uk、UCe及用萬用電表測量 R （R=FP汁論） 值；分別用萬用表測量Ib、lc填入表2 1。2、測量電壓放大倍數(shù)在放大電路輸入端加入頻率為1KHz的正弦信號us,調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生電路的輸出旋鈕使放大電 路輸入電壓U TOmV同時用示波電路觀察放大電路輸出電壓 uo波形，在波形不

10、失真的條件下用交流 毫伏表測量下述三種情況下的 UO值，并用雙蹤示波電路觀察uo和Ui的相位關(guān)系，記入表2 2。3、觀察靜態(tài)工作點對電壓放大倍數(shù)的影響置R，U適量，調(diào)節(jié)R,用示波電路監(jiān)視輸出電壓波形，在 uo不失真的條件下，測量五組數(shù) 據(jù)Ic和UO值，記入表2 3。測量Ic時，要先將信號源輸出旋鈕旋至零（即使 U二0）。4、觀察靜態(tài)工作點對輸出波形失真的影響置R = 5.1K Q，U 0,調(diào)節(jié)R使I 2.0mA測出UCe值，再逐步加大輸入信號，使輸出電壓 U。 足夠大但不失真。 然后保持輸入信號不變，分別增大和減小 RP,使波形出現(xiàn)失真，繪出uo的波形, 并測出失真情況下的I c和UCe值，記

11、入表2-4中。每次測I c和 UCe值時都要將信號源的輸出旋鈕旋至 零。5、測量最大不失真輸出電壓置FL二5.1K Q,按照實驗原理2.4中所述方法，同時調(diào)節(jié)輸入信號的幅度和電位器 RP,用示波電 路和交流毫伏表測量UOpp及 Ub值，記入表2-5。*6、測量輸入電阻和輸出電阻置RL = 5.1K Q, I尸2.0mA輸入f = 1KHz的正弦信號，在輸出電壓 u。不失真的情況下，用交流 毫伏表測出US, U和UL記入表2-6。保持US不變，斷開RL,測量輸出電壓UO,記入表2-6。*7、測量幅頻特性曲線取lc= 2.0mA5.1KQ。保持輸入信號Ui的幅度不變，改變信號源頻率f ,逐點測出相

12、應(yīng)的輸出電壓UO,記入表2 7 o為了信號源頻率f取值合適，可先粗測一下，找出中頻范圍，然后再仔細(xì)讀數(shù)。說明：本實驗內(nèi)容較多，其中 & 7可作為選作內(nèi)容。六、預(yù)習(xí)要求1、閱讀教材中有關(guān)單管放大電路的內(nèi)容并估算實驗電路的性能指標(biāo)。估算放大電路的靜態(tài)工作 點，電壓放大倍數(shù)Av,輸入電阻R和輸出電阻RO2、能否用直流電壓表直接測量晶體管的 UBe?直接測會很不準(zhǔn)確Ube的電壓非常小Ib也很小普通萬用表低電壓的檔位內(nèi)阻很小所以直接測量對這里影響非常大如果分開測量因為產(chǎn)生 Ue的Ie電流比較大低電壓檔位也沒有關(guān)系Ub的電壓比較高需要用高電壓的檔位這樣電壓表的內(nèi)阻就大了影響會小一些為什么實驗中要采用測LB

13、、UE,再間接算出UBe的方法？因為測量儀器本身就是個電阻，盡管這個電阻很大，但是如果直接并接于BE端，就會破壞原來的工作狀態(tài)。所以要采取間接測量的方式。任何測量都會引起原電路的改變只不過是改變的程度不同，采用B、E分別測量，可以盡量的減少測量引起的誤差。3、怎樣測量FB阻值?4、 當(dāng)調(diào)節(jié)偏置電阻RB2,使放大電路輸出波形出現(xiàn)飽和或截止失真時，晶體管的管壓降UCe怎樣 變化？出現(xiàn)飽和失真時，管壓降UCE變得很?。ㄐ∮?V）;出現(xiàn)截止失真時，UCE增大，變得接近 Vcc。5、 改變靜態(tài)工作點對放大電路的輸入電阻R有否影響？改變外接電阻 RL對輸出電阻Rb有否影 響？改變靜態(tài)工作點對放大器的輸入電

14、阻Ri有否影響？改變外接電阻 RL對輸出電阻RO有否影響？改變靜態(tài)工作點，基極電流會改變，輸入電壓也會隨著改變，由于Ri=uiRS/ （us-ui ），因此輸入電阻會受到影響。改變外接電阻 RL，由于Ro= （uo/uo3k-1 ） RL3K，因此輸出電阻也會改變。6 、在測試Av，R和RO時怎樣選擇輸入信號的大小和頻率？為什么信號頻率一般選1KHz而不選100KHz或更高？7 、測試中，如果將函數(shù)信號發(fā)生器、交流毫伏表、示波器中任一儀器的二個測試端子接線換位（即 各儀電路的接地端不再連在一起），將會出現(xiàn)什么問題？三極管放大 電路中，三極管靜態(tài)工作點就是交流輸入信號為零時，電路處于直流工作狀態(tài)

15、，這些電流、電壓的數(shù)值可用BJT特性曲線上一個確定的點表示，該點習(xí)慣上稱為靜態(tài)工作點Q，設(shè)置靜態(tài)工作點的目的就是要保證在被放大的交流信號加入電路時，不論是正半周還是負(fù)半周都能滿足發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置的三極管放 大狀態(tài)可以通過改變電路參數(shù)來改變靜態(tài)工作點，這就可以設(shè)置靜態(tài)工作點若靜態(tài)工作點設(shè)置的不合適，在對交流信號放大時就可能會出現(xiàn)飽和失真（靜態(tài)工作點偏高）或截止失真（靜態(tài)工作點偏低）。所謂靜態(tài)工作點，是指當(dāng)放大電路處于靜態(tài)時，電路所處的工作狀態(tài)。在Ic/Uce圖上表現(xiàn)為一個點，即當(dāng)確定的Vcc、Rb、Rc和晶體管狀態(tài)下產(chǎn)生的電路工作狀態(tài)。當(dāng)其中一項改變時引起 lb變化而引起Q點沿著直

16、流負(fù)載線上下移動。認(rèn)識靜態(tài)工作點，先知道什么是靜態(tài)靜態(tài)：當(dāng)放大電路沒有輸入信號時的工作狀態(tài)因為Vcc、Rb、Rc、和晶體管不變，所以電路中各參數(shù)都是不變的。這就是靜態(tài)靜態(tài)工作點的作用1）確定放大電路的電壓和電流的靜態(tài)值2）選取合適的靜態(tài)工作點可以防止電路產(chǎn)生非線性失真。保證有較好的放大效果靜態(tài)工作點的確定IB的不同而靜態(tài)工作點沿直流負(fù)載線上下IB情況下的晶體管輸出特性曲線，交點即靜態(tài)工作點是直流負(fù)載線與晶體管的某條輸出特性曲線的交點。隨 移動。根據(jù)式Uce=Ucc-Rclc，在Ic/Ucc圖上畫出直流負(fù)載線，再畫出在 靜態(tài)工作點。、放大電路的組成與各元件的作用Rb和Rc：提供適合偏置-發(fā)射結(jié)正

17、偏，集電結(jié)反偏。C1、C2是隔直（耦合）電容，隔直流通交流。1IIi- elecfans com電合安拯本共射放大電路Vs , Rs：信號源電壓與內(nèi)阻；RL :負(fù)載電阻，將集電極電流的變化 ic轉(zhuǎn)換為集電極與發(fā)射極間的電壓變化厶VCE、放大電路的基本工作原理靜態(tài)（Vi=O,假設(shè)工作在放大狀態(tài)）分析，又稱直流分析，計算三極管的電流和極間電壓值, 容開路）?；鶚O電流：IB=IBQ=（VCC-VBEQ）/Rb集電極電流：IC=ICQ=B IBQ集-射間電壓：VCE=VCEQ=VCC-ICQRc動態(tài)（vi豐0）分析：應(yīng)米用直流通路（電卩昭=卩阿+ vi =3總+ %，左=超十抵*4二拱總二洪、 述+

18、i J - Z省+ 心VC5 =冬 C - U CqJ + RJ 冬即乙 *vcs=冬_(宙冬 0RJ 冬即-咯，其中求e =丘口R乙el,ecfdnscom 電&痕 燒直畑=#網(wǎng)+vj =，靈 +%F 片二切4“心-二Ml旳+JJ)-】CQ *片F(xiàn) J 二咯F7艮elecfans-com 電 & 或燒玄 ，其實質(zhì)上是一種能量轉(zhuǎn)換器。放大電路對信號的放大作用是利用三極管的電流控制作用來實現(xiàn)三、構(gòu)成放大電路的基本原則放大電路必須有合適的靜態(tài)工作點：直流電源的極性與三極管的類型相配合，電阻的設(shè)置要與電源相配合，以 確保器件工作在放大區(qū)。輸入信號能有效地加到放大器件的輸入端，使三極管輸入端的電流或電

19、壓跟隨輸入信號成 比例變化，經(jīng)三極管放大后的輸出信號 (如ic= 3 *ib)應(yīng)能有效地轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)載上的輸出電壓信號。電壓傳輸特性和靜態(tài)工作點、單管放大電路的電壓傳輸特性圖解分析法：/ /pA|5: vz= 0.眄也對0C:vz = 0.73 = 10/24D.Vj = LW,越=15廚=15 = 35F v= 2 0?，S = 53/4G:v嚴(yán)2方匚耳=70四H = 3.07 = 93pA l:vr = 3.5K = U5uAVelecfans com電合茲挽&輸出回路方程:輸出特性曲線:AB段：截止區(qū)，對應(yīng)于輸出特性曲線中iB v 0的部分。BCDEF段：放大區(qū)GHI段：飽和區(qū)作為放大應(yīng)用時

20、：Q點應(yīng)置于E處（放大區(qū)中心）。若Q點設(shè)置C處，易引起載止失真。若 Q點設(shè)置F處，易引 起飽和失真。用于開關(guān)控制場合：工作在截止區(qū)和飽和區(qū)上。R0&丄R+ Rgi;0R（當(dāng)厶 J時）0尺工作點穩(wěn)定的偏置電路：該方法為近似估算法。、單管放大電路靜態(tài)工作點（公式法計算）單電源固定偏置電路：選擇合適的Rb, Rc,使電路工作在放大狀態(tài)。elecfans com 電孑反 燒短Velpcfans com 電合友攏玄咚1CR, = 05 np _L Dw佝十2X0 ktl1 R、 CCy =燈 陰+R幹J -% %爲(wèi)+(1+0)&elecfans com 電占求燒友I V武尸RJR滬攀魯冷+也2efeda

21、ns com電各氏燒丈通過這次實驗，讓我了解到了晶體管共射極放大器的基本工作原理，學(xué)會了分析靜態(tài)工作點對放大器的性能影響， 掌握了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，還有就是熟悉了常用電子儀 器及模擬電路實驗設(shè)備的使用方法。在這次的實驗操作過程中，我們要用到很多的實驗器材，而且比較復(fù)雜，在連接的時候，比較容易出錯，所以我們都非常認(rèn)真的完成這次的實驗操作。模擬電子電路是抽象的一門科學(xué)，在學(xué)習(xí) 的過程中我們和實驗相結(jié)合的方法來學(xué)習(xí)它，這讓我們更加容易理解它目 錄目錄第一章總論錯誤！未定義書簽一、項目概述 錯 誤！未定義書簽。二、可行性研究報告編制依據(jù)和范圍 . 錯 誤！未定義書簽。三、項目主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 錯 誤！未定義書簽。四、* 國家森林公園概況 錯誤！未定義書簽。第二章 項目背景及必要性 錯誤！未定義書簽一、項目背景 錯 誤！未定義書簽。二、項目建設(shè)的必要性與可行性 . 錯 誤！未定義書簽。第三章 項目選址