晶體管共射極單管放大電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、廣州大學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告院（系）名稱班姓名專業(yè)名稱別學(xué)號實(shí)驗(yàn)課程名稱模擬電路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱晶體管共射極單管放大電路實(shí)驗(yàn)時(shí)間實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)成績1指導(dǎo)老師簽名1【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 學(xué)會放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法，分析靜態(tài)工作點(diǎn)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(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用?！緦?shí)驗(yàn)儀器與材料】1.EL-ELA-IV的模擬電路實(shí)驗(yàn)箱4.交流毫伏表5.2.函數(shù)信號發(fā)生器萬用電表6.3.雙蹤示波器連接線若干【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與原理】查閱資料可知實(shí)驗(yàn)箱中的三極管 ？30-35,rbb 200 Q圖1為電阻分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定

2、單管放大器實(shí)驗(yàn)電路圖。它 的偏置電路采用Rb1和Rb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(diǎn)。當(dāng)在放大器的輸入端加入 輸入信號U后，在放大器的輸出端便可得到一個(gè)與U相位相反，幅值被放大了的輸出信號 Ub,從而實(shí)現(xiàn)了電壓放大。 在右圖電路中，當(dāng)流過基極偏置電阻的電流遠(yuǎn)大于晶體管的基極電流時(shí) 的靜態(tài)工作點(diǎn)可用下式估算：Hl一.tn1 1ff M卜（一般*irr510倍）,則它Ub宀廠Ucc兔1 RB2IeUbUbeReIcUcE= UCc I C（甩+ Re）電壓放大倍數(shù):AvPrbe輸入電阻：Ri = FB1 / RB2 /be輸出電阻:R0 rc由于電子器件性能的分

3、散性比較大，因此在設(shè)計(jì)和制作晶體管放大電路時(shí)，離不開測量和調(diào) 試技術(shù)。在設(shè)計(jì)前應(yīng)測量所用元器件的參數(shù)，為電路設(shè)計(jì)提供必要的依據(jù)，在完成設(shè)計(jì)和裝配以 后，還必須測量和調(diào)試放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)和各項(xiàng)性能指標(biāo)。一個(gè)優(yōu)質(zhì)放大器，必定是理論設(shè)計(jì) 與實(shí)驗(yàn)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(jì)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(diǎn)的測量與調(diào)試，消除干擾與自激振蕩及放 大器各項(xiàng)動(dòng)態(tài)參數(shù)的測量與調(diào)試等。1. 放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測量與調(diào)試（1）靜態(tài)工作點(diǎn)的測量即將放大器輸入端與地端短I c以及各電極 UE或Uc,然后算測量放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)在輸入信

4、號Ui = 0的情況下進(jìn)行，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出I c的方法，例如，只要測出UE,即可用I C I EUe算出I c （也可根據(jù)I cREUcc Uc，由 UCRc對地的電位UB、uc和UE。一般實(shí)驗(yàn)中，為了避免斷開集電極，所以采用測量電壓I C （或UCe）的調(diào)整與測試。如工作點(diǎn)偏高，放大器在 UO的負(fù)半周將被削底，如圖（a）所示；如工作點(diǎn)偏低則，如圖（b）所示。這為了減小誤差，提高測量精度，應(yīng)選用內(nèi)阻確定 Ic）,同時(shí)也能算出： UBe= Lb- UE, UbE= UC- UE。 較高的直流電壓表。靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試

5、是指對管子集電極電流靜態(tài)工作點(diǎn)是否合適，對放大器的性能和輸出波形都有很大影響。加入交流信號以后易產(chǎn)生飽和失真，此時(shí)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）些情況都不符合不失真放大的要求。所以在選定工作點(diǎn)以后還必須進(jìn)行動(dòng)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(diǎn)的位置。圖2.靜態(tài)工作點(diǎn)對U。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(diǎn)的變化，如圖3所示。但通常多米用調(diào)節(jié)偏置電阻Rb2的方法來改變靜態(tài)工作點(diǎn)，如減小Rb2,則可使靜態(tài)工作點(diǎn)提高等。最后還

6、要說明的是，上面所說的工作點(diǎn)“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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)最好盡量靠近交流負(fù)載線的中點(diǎn)。2、放大器動(dòng)態(tài)指標(biāo)測試放大器動(dòng)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(dòng)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(diǎn)，然后加入輸入電壓 獨(dú)只用用交流毫伏表或者示波器測出Ui，在輸出電壓Uo不失真的情況下，單 Ui和Uo的有效值U和Ub,貝UUoAV Ui輸入

7、電阻R的測量為了測量放大器的輸入電阻，阻R,在放大器正常工作的情況下, 電阻的定義可得按圖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 單獨(dú)只用交流毫伏表或者示波器測出US和U,則根據(jù)輸入LuiR L RUiUrUsUi RUrUs UlKRlUo (Ul)圖4輸入、輸出電阻測量電路測量時(shí)應(yīng)注意下列幾點(diǎn)： 由于電阻R兩端沒有電路公共接地點(diǎn)，所以測量R兩端電壓Ur時(shí)必須分別測出 US和U，然后按Lh= US- U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，通常取好，本實(shí)驗(yàn)可取 R= 12KQ。（3）輸出電阻R0的測量按圖3電路， 后的輸出電壓U,在放大器正常工作條件

8、下，測出輸出端不接負(fù)載 根據(jù)R與R為同一數(shù)量級為R L的輸出電壓UO和接入負(fù)載UlRlRORlUo即可求出 Ro （竺1）RlUla彳特赤工齊A 正審.伽七fS號朮在測試中應(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 UOpp的測量（最大動(dòng)態(tài)范圍）如上所述，為了得到最大動(dòng)態(tài)范圍，應(yīng)將靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)在交流負(fù)載線的中點(diǎn)。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(shí)調(diào)節(jié)Rw （改變靜態(tài)工作點(diǎn)），用示波器觀察U。，當(dāng)輸出波形同時(shí)出現(xiàn)削底和縮頂現(xiàn)象（如圖4 ）時(shí)，說明靜態(tài)工作點(diǎn)已調(diào)在交流負(fù)載線的中點(diǎn)。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(shí)，用交流

9、毫伏表測出Ub （有效值），則動(dòng)態(tài)范圍等于 2 J2u0?；蛴檬静ㄆ髦苯幼x出 UOpp來?！緦?shí)驗(yàn)步驟】1. 調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)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I C= 2.0mA (即UE= 2.0V),用直流電壓表測量 UB、LE、UC及用 萬用電表測量R32值。記錄于表一中。2. 測量電壓放大倍數(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)Uo函數(shù)信號發(fā)生器的輸出旋鈕使放大器輸入電壓U 10mV同時(shí)用示波器觀察放大器輸出電壓波形，在波形不失真的條件下，用交流毫伏表測量下

10、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us、ui和 uL, 記錄于表三中。U0,記錄于表三中。(1 )置Rc=2.4k Q, R=2.4K Q, Ic = 2.0 mA。輸入f=1 kHz的正弦信號電壓 ui沁10mV在輸出 電壓uo不失真的情況下，用交流毫伏表測出(2)保持us不變，斷開R.,測量輸出電壓測量:值計(jì)算值UB (V)LE (V)LC (V)Rb2 (KQ)UBe (V)LCe (V)IC (mA2.662.007.6668.00.675.202.00表二Ic=2.0mA U i =10mV序號FC (KQ)

11、R-(K Q )Uo(V)A觀察記錄一組uo和u1波形12.4oo0.20020.021.2oo0.11711.732.42.40.12312.3表三次數(shù)us / mV ui / mVRi( kQ )uo/ mVuL/ mVRo( k Q)119.110.0測量值計(jì)算值196100測量值計(jì)算值217.69.619096.7320.510.40.9430.8752121045.214.89平均19.110.0199.3100.2【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理】表Ic= 2mA【實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析】一.表一測量結(jié)果中：Ub-Ue=2.66V-2.00V=0.66V=U be UC-UE=7.76V-2.OOV=5.7

12、6V=U ce實(shí)測的靜態(tài)工作點(diǎn)與理論值基本一致，相差并不大，說明電路理論值與計(jì)算值接近，是較為理想的工作狀態(tài)。實(shí)測UBe= UB- LE= 0.66V,而理論為0.70V ,產(chǎn)生誤差的原因可能是 LB、UE的值 接近，這種接近的兩個(gè)量相減的間接測量，則合成相對誤差就比較大了，因電路實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ屠匣雀鞣N原因、電路中各個(gè)原件參數(shù)與標(biāo)注參數(shù)有偏差、導(dǎo)致計(jì)算理論值與實(shí)際測量值有一些誤差、 在可接受范圍內(nèi)可認(rèn)為測量值有效。產(chǎn)生誤差的原因主要有以下幾點(diǎn)：（1）實(shí)驗(yàn)連線有一定的阻值導(dǎo)致誤差存在；（2）靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)試不準(zhǔn)確，沒調(diào)到正確的靜態(tài)工作點(diǎn)。（3）溫度影響實(shí)驗(yàn)器材的阻值；（4）信號不穩(wěn)定，測量時(shí)信號過大導(dǎo)

13、致靜態(tài)工作點(diǎn)失真；（5）在測量時(shí)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(shí)驗(yàn)箱中的三極管30-35,rbb ,沁200 Q表二中：??？ =33, rbe= rbb ,+(1 + ?)26mA/ Ieq=200Q +(1+33) x 26- 2Q =642Q對于測量電壓放大倍數(shù)理論值中：Tb.,但實(shí)驗(yàn)過程中無法直接得出（3;而在實(shí)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?？闯鼋尤腚娐返呢?fù)載對實(shí)際放大倍數(shù)有影響，與空載時(shí)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,RI及靜態(tài)工作點(diǎn)對放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的影響:Rc越

14、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(diǎn)中電流越大，電壓放大倍數(shù)越大、輸?shù)o態(tài)工作太大或太小容易導(dǎo)致三極管進(jìn)入飽和或截止。三.表三中：計(jì)算輸入電阻公式:RiRb1 /( Rb2RW) / r be根據(jù)定義：輸入電阻RiUliUi輸出電阻Ro3.1放大電路直流工作點(diǎn)主要參數(shù)包括UsRSu0(1)ULRlI BQ、|CQ、UCEQ，與電路元件參數(shù)Vcc、Rc、Rb、Re入電阻越小、輸出電阻不受影響。Rbi來調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)。放大電路主要及晶體管的均有關(guān)，在實(shí)際工作中一般通過上偏置電阻性能參數(shù)中，靜態(tài)參數(shù)主要借助萬用

15、表直接或間接測量，動(dòng)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(diǎn)的設(shè)置會影響動(dòng)態(tài)參數(shù)如電壓增益、輸入電阻、頻帶寬度等。發(fā)射極負(fù)反 饋電阻會對放大電路的動(dòng)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(diǎn)。四討論靜態(tài)工作點(diǎn)變化對放大器輸出波形的影響。答：靜態(tài)工作點(diǎn)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(diǎn)在特性曲線的位置如果上升（變大），那么Q點(diǎn)會達(dá)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(diǎn)在特性曲線的位置如果下降（變?。?，那么Q點(diǎn)會達(dá)

16、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。我在調(diào)試中主要出現(xiàn)以下問題：（1）起初電源正負(fù)極接反了，導(dǎo)致表 1、表2、表3出現(xiàn)奇怪?jǐn)?shù)據(jù)，當(dāng)時(shí)沒發(fā)現(xiàn)。做實(shí)驗(yàn)時(shí)不管怎么調(diào)靜態(tài)工作點(diǎn)，輸出放大信號不會失真，此時(shí)檢查電路才發(fā) 現(xiàn)。此類錯(cuò)誤由粗心所造，以后應(yīng)避免。（2）負(fù)載電阻插座接觸不良，可以對實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行改造，負(fù)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(shí)驗(yàn)引出的測量線生銹，可能對實(shí)驗(yàn)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(shí)候正弦波在最大不失真情況下沒有達(dá)到上下同時(shí)失真。六. 分析靜態(tài)工作點(diǎn)對放大器

17、性能的影響。答：靜態(tài)工作點(diǎn)是否合適，對放大器的性能和輸出波形都有很大影響。u。如工作點(diǎn)偏高，放大器在加入交流信號以后易產(chǎn)生飽和失真，此時(shí)U。的負(fù)半周將被削底；如工作點(diǎn)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(diǎn)以后還必須進(jìn)行動(dòng)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(diǎn)的位置。七. 怎樣測量Rb2阻值？答：測量在線電阻時(shí)，要確認(rèn)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(shí)，才可進(jìn)行；因此本實(shí)驗(yàn)測量Rb2時(shí)要將開關(guān)

18、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 Q”調(diào)整器，使指針指在 0Q位置上（萬用表測量電阻 時(shí)不同倍率檔的零點(diǎn)不同，每換一檔都應(yīng)重新進(jìn)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2 2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：在靜態(tài)工作點(diǎn)相同情況下Rl越小，A越小;1.Rl越大，AV越大；2.Rc越大，Av越大;Rc越小，A越小；Av與R./R C成正比。實(shí)驗(yàn)滿足 ARl / Rc公式。rbe3.輸入U(xiǎn)i與輸出Uo的波形相位相反?！緦?shí)驗(yàn)心得】本次實(shí)驗(yàn)是我做的第二個(gè)完整的電子電路實(shí)驗(yàn)，從開始的預(yù)習(xí)理論計(jì)算到實(shí)際實(shí)驗(yàn)，到實(shí)際 搭建電路測量，在這整個(gè)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(gè)變量對放 大電路的影響情況。在實(shí)驗(yàn)中我也發(fā)現(xiàn)提前明白實(shí)驗(yàn)測量原理的必要性，只有清楚自己該做什么 了才能在實(shí)驗(yàn)中有條不紊，才能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)及時(shí)完成實(shí)驗(yàn)。第一次去的時(shí)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(shí)候我吸取