晶體管共射極單管放大器試驗(yàn)報(bào)告

1、系（院）、專業(yè)班級(jí)：電氣自動(dòng)化（2）班 姓名： 吳捷 學(xué)號(hào)：0202日期：成績(jī):課程模擬電子技術(shù)（本）實(shí)驗(yàn)室模擬電路實(shí)驗(yàn)室名稱名稱實(shí)驗(yàn)晶體管共射極單管放大器名稱同組劉桀銘指導(dǎo)同學(xué)老師實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1、2、學(xué)會(huì)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(duì)放大器性能的影響。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(cè)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。2.1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備+ 12V直流電源、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3、雙蹤示波器、交流毫伏表5、直流電壓表、直流毫安表7、頻率計(jì)、萬(wàn)用電表9、晶體三極管3DG6X 1（ 3 = 50100）或9011 X 1 （管腳排列如圖2

2、7所示）電阻器、電容器若干3. 實(shí)驗(yàn)原理弘和組成的分壓電路,圖2 1為電阻分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定單管放大器實(shí)驗(yàn)電路圖。它的偏置電路采用并在發(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(hào)u后，在放大器的輸出端便可得到一個(gè)與Ui相位相反，幅值被放大了的輸出信號(hào)U0,從而實(shí)現(xiàn)了電壓放大。圖21共射極單管放大器實(shí)驗(yàn)電路在圖2 1電路中,當(dāng)流過(guò)偏置電阻兩和 志 的電流遠(yuǎn)大于晶體管 T的基極電流Ib時(shí)（一般510倍），則它的靜態(tài)工作點(diǎn)可用下式估算UbUccIeUbUBEReU CE= LCc一 I c ( Rc+ Re)電壓放大倍數(shù)Av嚴(yán) RLrbe輸入電阻R = Rb1 / R

3、b2 / r be輸出電阻R o R：由于電子器件性能的分散性比較大，因此在設(shè)計(jì)和制作晶體管放大電路時(shí)，離不開(kāi)測(cè)量和調(diào)試技術(shù)。在設(shè)計(jì)前應(yīng)測(cè)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(cè)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(shí)和設(shè)計(jì)方法外，還必須掌握必要的測(cè)量和調(diào)試技術(shù)。放大器的測(cè)量和調(diào)試一般包括：放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)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(cè)量與調(diào)試等。1、放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量與調(diào)試1）靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量測(cè)量放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)在輸入信號(hào)Ui=

4、0的情況下進(jìn)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(cè)量晶體管的集電極電流lc以及各電極對(duì)地的電位 UB、Uc和LEo 一般實(shí)驗(yàn)中，為了避免斷開(kāi)集電極，所以采用測(cè)量電壓LE或LC,然后算出lc的方法，例如，只要測(cè)出 LE,即可用LeLcc Lc1 C 1 E 算出I c （也可根據(jù)1 c ，由Lc確定I C）,RE民同時(shí)也能算出 LBe= lb- le, Lce= lc- LEo為了減小誤差，提高測(cè)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(diǎn)的調(diào)試放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試是指對(duì)管子集電極電流I c （或Lk）的調(diào)整與測(cè)試。靜態(tài)工作點(diǎn)是否合適，對(duì)放大器的

5、性能和輸出波形都有很大影響。如工作點(diǎn)偏高，放大器在加入交流信號(hào)以后易產(chǎn)生飽和失真，此時(shí)UO的負(fù)半周將被削底，如圖2-2（a）所示；如工作點(diǎn)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(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。(b)(a)圖2 2靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)uo波形失真的影響改變電路參數(shù) UCc、R Rb （ Rbi、Rb2）都會(huì)引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變化，如圖2 3所示。但通常多米用調(diào)節(jié)偏置電阻R

6、B2的方法來(lái)改變靜態(tài)工作點(diǎn)，如減小吊2,則可使靜態(tài)工作點(diǎn)提高等。圖2 3電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響最后還要說(shuō)明的是，上面所說(shuō)的工作點(diǎn)“偏高”或“偏低”不是絕對(duì)的，應(yīng)該是相對(duì)信號(hào)的幅度而言，如輸入信號(hào)幅度很小，即使工作點(diǎn)較高或較低也不一定會(huì)出現(xiàn)失真。所以確切地說(shuō)，產(chǎn)生波形失真是信號(hào)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(hào)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(cè)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) A的測(cè)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Ui,在輸出電壓u。不失真的

7、情況下，用交流毫伏表測(cè)出Ui和Uo的有效值U和U。，貝y2）輸入電阻R的測(cè)量為了測(cè)量放大器的輸入電阻，按圖2 4電路在被測(cè)放大器的輸入端與信號(hào)源之間串入一已知電阻R,在放大器正常工作的情況下，用交流毫伏表測(cè)出 US和UI，則根據(jù)輸入電阻的定義可得UiUiUiR IlUr1RUsU|R圖2 4輸入、輸出電阻測(cè)量電路測(cè)量時(shí)應(yīng)注意下列幾點(diǎn)： 由于電阻R兩端沒(méi)有電路公共接地點(diǎn)，所以測(cè)量R兩端電壓Ur時(shí)必須分別測(cè)出 US和U，然后按Ur= UbUI求出UR值。 電阻R的值不宜取得過(guò)大或過(guò)小，以免產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，通常取R與R為同一數(shù)量級(jí)為好，本實(shí)驗(yàn)可取R= 12KQo3）輸出電阻R）的測(cè)量按圖2-4電

8、路，在放大器正常工作條件下，測(cè)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)UL RL Uo L Ro Rl 即可求出URo（ _ 1）RlUL在測(cè)試中應(yīng)注意，必須保持r.接入前后輸入信號(hào)的大小不變。4）最大不失真輸出電壓 lpp的測(cè)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(hào)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2-5）時(shí)，說(shuō)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(hào)，使波形輸出幅度最大，且無(wú)明顯失真時(shí)，用交流毫伏

9、表測(cè)出UO （有效值），則動(dòng)態(tài)范圍等于2.：2U0?；蛴檬静ㄆ髦苯幼x出lpp 來(lái)。圖2 5靜態(tài)工作點(diǎn)正常，輸入信號(hào)太大引起的失真5）放大器幅頻特性的測(cè)量放大器的幅頻特性是指放大器的電壓放大倍數(shù)Au與輸入信號(hào)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，即所對(duì)應(yīng)的頻率分別稱為下限頻率fL和上限頻率fH,則通頻帶放大器的幅率特性就是測(cè)量不同頻率信號(hào)時(shí)的電壓放大倍數(shù)Au。為此，可采用前述測(cè)Aj的方法，每改變個(gè)信號(hào)頻率，測(cè)量其相應(yīng)的電壓放大倍數(shù)，測(cè)量時(shí)應(yīng)注意取點(diǎn)要恰當(dāng)，在低頻段與高頻段應(yīng)多

10、測(cè)幾點(diǎn)，在中頻 段可以少測(cè)幾點(diǎn)。此外，在改變頻率時(shí)，要保持輸入信號(hào)的幅度不變，且輸出波形不得失真。6）干擾和自激振蕩的消除參考實(shí)驗(yàn)附錄3DG 9011(NPN) 3CG 9012(PNP)9013(NPN)圖2 6幅頻特性曲線圖2-7晶體三極管管腳排列4. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟實(shí)驗(yàn)電路如圖21所示。各電子儀器可按實(shí)驗(yàn)一中圖1 1所示方式連接，為防止干擾，各儀器的公共端必須連在一起，同時(shí)信號(hào)源、交流毫伏表和示波器的引線應(yīng)采用專用電纜線或屏蔽線，如使用屏蔽線，則屏蔽線的 外包金屬網(wǎng)應(yīng)接在公共接地端上。1、調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn)接通直流電源前，先將Rw調(diào)至最大，函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出旋鈕旋至零。接通+12V電源、調(diào)節(jié)

11、 R,使Ic=(即UE=),用直流電壓表測(cè)量 UB、UE、UC及用萬(wàn)用電表測(cè)量 R?2值。記入表2 1。表 2-1Ic= 2mA測(cè)量值計(jì)算值UB (V)Ue (V)UC (V)氐(KQ)UBE (V)UCE (V)I c (mA2、測(cè)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(hào) us，調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)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uo波形，在波形不失真的條件下用交流毫伏表測(cè)量下述三種情況下的Uo值，并用雙蹤示波器觀察 u。和ui的相位關(guān)系，記入表 2 2。表 2 2Ic = U i= mVFC (KQ)Rl(K Q )Uo(V)A觀察記錄一組

12、u。和u1波形oooo3、觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)電壓放大倍數(shù)的影響置FC=Q, R = s, U適量，調(diào)節(jié) Rw用示波器監(jiān)視輸出電壓波形，在u。不失真的條件下，測(cè)量數(shù)組 Ic和U。值，記入表2 3。表 2 3R=Q R l=8 U i = mVI c(mA)Ub(V)Av測(cè)量Ic時(shí)，要先將信號(hào)源輸出旋鈕旋至零（即使U = 0）。4、觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形失真的影響置FC=Q, Rl=Q, u i = 0,調(diào)節(jié)Rw使 lc=，測(cè)出UCe值，再逐步加大輸入信號(hào)，使輸出電壓uo足夠大但不失真。 然后保持輸入信號(hào)不變，分別增大和減小Rw使波形出現(xiàn)失真，繪出uo的波形，并測(cè)出失真情況下的I c和 UCe值，

13、記入表2 4中。每次測(cè)I c和UCe值時(shí)都要將信號(hào)源的輸出旋鈕旋至零。表 2 4 R c=Q R l=8 U i = mVI c(mA)UCe(V)U0波形失真情況管子工作狀態(tài)5 、測(cè)量最大不失真輸出電壓置FC=Q, R =Q,按照實(shí)驗(yàn)原理中所述方法，同時(shí)調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的幅度和電位器RW用示波器和交流毫伏表測(cè)量UOpp及UO值，記入表2 5。表 2 5 R c= R l=I c(mA)Um(mV)U4V)UOp(V)*6、測(cè)量輸入電阻和輸出電阻置FC=Q, FL=Q, I c=。輸入f = 1KHz的正弦信號(hào)，在輸出電壓uo不失真的情況下，用交流毫伏表測(cè)出US, U和UL記入表2-6。保持US不

14、變，斷開(kāi)R,測(cè)量輸出電壓 U，記入表2-6。表 2-6 I c= 2mA R c=Q R l=QLb(mv)U(mv)R (KQ)LL(V)L( VR)(KQ)測(cè)量值計(jì)算值測(cè)量值計(jì)算值5. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及（分析）討論1、調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn)表 2-1Ic= 2mA測(cè)量值計(jì)算值UB (V)Ue (V)Uc (V)FB2 (KQ)UBe (V)UCe (V)I c (mA5522、測(cè)量電壓放大倍數(shù)表 2- 2Ic = U i= mVFC (KQ)Rl(K Q )L0(V)A觀察記錄一組Uo和U1波形oooo3、觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)電壓放大倍數(shù)的影響表 2 3R：=Q R L=m U i =mVI C(mA)1UO(V)A4、觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形失真的影響表 2 4 R c=Q R L=m U i =mVI C(mA)UCe(V)U0波形失真情況管子工作狀態(tài)下部平頂截止失真無(wú)線性放大上不評(píng)定飽和失真5、測(cè)量最大不失真輸出電壓2- 5。表 2 5 R c= R l=I c(mA)Um(mV