晶體管共射極單管放大電路實驗報告

1、廣州大學學生實驗報告院（系）名稱班 別姓名專業(yè)名稱學號模擬電路實驗 晶體管共射極單管放大電路 實驗地點,指導老師簽名實驗課程名稱實驗項目名稱 實驗時間實驗成績【實驗目的】1. 學會放大器靜態(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,rbb200Q圖1為電阻分

2、壓式工作點穩(wěn)定單管放大器實驗電路圖。它的偏置電路采用Rbi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 U后，在放大器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,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：Uce = Ucc Ic （ Rc + Re）電壓放大倍數(shù):AvB RC Rl 輸入電阻：R尸Rbi / Rb2 /rbe 輸出電阻：RoRcrbe由于電子器件性能的分散性比較大， 因此在設計和制作晶體管放大電路時， 離不

3、開測量和調(diào)試技術。在設計前應測量所用元器件的參數(shù)，為電路設計提供必要的依據(jù)， 在完成設計和裝配以后，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，必定是理論設計與實驗調(diào)整相結合的產(chǎn)物。因此，除了學習放大器的 理論知識和設計方法外，還必須掌握必要的測量和調(diào)試技術。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)試靜態(tài)工作點的測量測量放大器的靜態(tài)工作點，應在輸入信號u尸0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

4、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I c I e算出Ic （也可根據(jù)I cUc，由Uc確定Ic），同時也能算出：Ube =ReRcUb Ue , UcE Uc Ue。為了減小誤差，提咼測量精度，應選用內(nèi)阻較咼的直流電壓 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

5、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(Rbi、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“

6、偏高”或“偏低”不是絕對的，應該是相對 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

7、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)輸入電阻的定義可得圖4輸入、輸出電阻測量電路測量時應注意下列幾點： 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Ur= Us Ui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 R= 12K Q（3）輸出電阻Ro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)RUUl Uo即可求出Ro （

8、1）R l審4爭苗HIT*RoUL在測試中應注意，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，應將靜態(tài)工作點調(diào)在交流負載線的中點。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u。，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2 2Uo?；?用示波器直接讀出Uopp來?！緦嶒灢襟E】1調(diào)試靜態(tài)工作點在實驗箱上按

9、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lc= 2.0mA （即Ue = 2.0V），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Ui 10mV,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 R

10、c=2.4kQ, Rl=2.4K Q, Ic = 2.0 mA。輸入 f=1 kHz 的正弦信號電壓 ui 10mV， 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?！緦嶒灁?shù)據(jù)整理】表一lc= 2mA測量值計算值Ub (V)Ue (V)Uc (V)RB2 (KQ)Ube(V )Uce( V)Ic (mA)2.662.007.6668.00.675.202.00表二Ic = 2.0mAUi = 10mV序號Rc (KQ)Rl(K Q)Uo(V)Av觀察記錄一組uo和u1波形12.4OO0.20020

11、.021.2oo0.11711.732.42.40.12312.3表三次數(shù)us/ mVui/ mVRi( kQ)uo/mVuL/ mVRo( kQ)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19.110.0199.3100.2【實驗結果與分析】一.表一測量結果中：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Ube = U

12、b Ue = 0.66V,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，因電路實驗模型老化等各種原因、電路中各個原件參數(shù)與標注參數(shù) 有偏差、導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致誤差存在;（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，測量時信號過大導致靜態(tài)工作點失真；（5）在測量時沒有去掉輸入信號, 導致測量存在誤差。二查閱資料可知實驗箱中的三極管 ？" 30-35

13、,rbb200Q表二中：取?=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A u = - bFC，但實驗過程中無法直接得出B;而在實際放大倍數(shù)中，序號1, rbe2,3的電壓放大倍數(shù)分別為為20.0,11.7,12.3咅?？闯鼋尤腚娐返呢撦d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,RI及靜態(tài)工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

14、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 致三極管進入飽和或截止。三.表三中：計算輸入電阻公式：RRB1 （RB2Rw） rbe根據(jù)定義：輸入電阻RiUiliUiUs UiRs輸出電阻 Ro （戈1） RlUl3.1放大電路直流工作點主要參數(shù)包括Ibq、Icq、Uceq，與電路元件參數(shù)VCC、RC、 Rb、Re及晶體管的 均有關，在實際工作中一般通過上偏置電阻Rbi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置會影響動態(tài)參數(shù)

15、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

16、題。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。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

17、加入交流信號以后易產(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K斷開。測量前先將開關轉到電阻X1K檔，然后把紅、黑表筆短路，調(diào)整“ 0Q”調(diào)整器，使指 針指在0Q位置上（萬

18、用表測量電阻時不同倍率檔的零點不同，每換一檔都應重新進 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??；2. RC越大，Av越大；Rc越小，Av越小；Av與RlR c成正比。實驗滿足AR1&rbe 公式。3輸入u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，從開始的預習理論計算到實際實 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，由于預習不到位，導致最后最后都沒做完。第二次的 時候我吸取上次