模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程 實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn) 2 實(shí)驗(yàn)名稱 晶體管放大電路 院（系、部） 電能學(xué)院 專業(yè) 測(cè)控技術(shù)與儀器 年級(jí) 20 學(xué)號(hào) 姓名 吳桐 實(shí)驗(yàn)日期 2021.10.18 指導(dǎo)老師 王莉 實(shí)驗(yàn)性質(zhì) 仿真實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深理解單級(jí)晶體管放大電路的基本工作原理和性能；2掌握單級(jí)晶體管放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整和測(cè)量方法；3學(xué)會(huì)單級(jí)晶體管放大電路的性能指標(biāo)的測(cè)量方法；4觀察電路參數(shù)的變化對(duì)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)、性能指標(biāo)和輸出波形的影響；5進(jìn)一步熟練掌握常用電子儀器的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件（1） 直流穩(wěn)壓電源：為電路提供直流能源。（2） 信號(hào)發(fā)生器：為電路提供各種幅度和頻率的

2、輸入測(cè)試信號(hào)。（3） 萬(wàn)用表：用于測(cè)量電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。（4） 交流電壓表：用于測(cè)量電路的正弦輸入、輸出信號(hào)的有效值。（5） 示波器：用來(lái)觀察電路中各點(diǎn)的波形，以監(jiān)視電路是否正常工作，同時(shí)還用于測(cè)量波形的周期、幅度、相位差及觀察電路的特性曲線等。實(shí)驗(yàn)儀器：雙蹤示波器，信號(hào)發(fā)生器，雙通道交流電壓表，直流穩(wěn)壓電源，萬(wàn)用表或數(shù)字萬(wàn)用表4、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（包括實(shí)驗(yàn)步驟、電路測(cè)試方法、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)果或結(jié)論等）、實(shí)驗(yàn)原理：晶體管放大電路是將小信號(hào)進(jìn)行不失真放大的電路，主要應(yīng)用于自動(dòng)控制、家用電器、集成電路及電子設(shè)備的基本組成部分。圖1-1中晶體管T是放大電路的電流放大元件，利用它的電

3、流放大作用，在集電極獲得受輸入信號(hào)控制的放大的電流；集電極電阻Rc是將電流變化轉(zhuǎn)化為電壓變化，以實(shí)現(xiàn)電壓放大；發(fā)射極Re的作用是自動(dòng)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；Ce的作用是提高電壓放大倍數(shù)；Rb1、Rb2、Rw構(gòu)成分壓式偏置電路，一方面為發(fā)射結(jié)提供正向電壓，另一方面決定基極電流IB的大??；C1、C2為耦合電容，一方面起隔直作用，隔斷信號(hào)源、放大器和負(fù)載之間的直流通路，使三者之間無(wú)影響，另一方面又起到交流耦合作用，保證交流信號(hào)暢通無(wú)阻地通過(guò)放大電路，溝通信號(hào)源、放大器和負(fù)載之間的交流通路。為了獲得最大不失真輸出電壓，靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)選在交流負(fù)載線的中點(diǎn)，必須滿足I1 = I2 >> I B 其中I1

4、、I2 、IB分別是Rb1、Rb2支路和基極電流。 圖2-1 單級(jí)晶體管放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算方法為 UceQ = Vcc -（Rc + Re）* IcQ值得注意的是，靜態(tài)工作點(diǎn)是直流量，必須進(jìn)行直流分析或用直流電壓表和電流表測(cè)量。電壓放大倍數(shù)的計(jì)算方法為 （如開(kāi)路，則RL = RC；如帶負(fù)載則 RL = RC / RL ）輸入和輸出電阻的計(jì)算方法為 Ri =（Rb1 + Rw）/ Rb2 / r be （ r be 是晶體管的輸入電阻） Ro = Rc放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、幅頻特性要在靜態(tài)工作點(diǎn)合適，輸出波形不失真的條件下測(cè)量。最大不失真輸出電壓是指：加大輸入信號(hào)的幅

5、度，使輸出剛好出現(xiàn)還未出現(xiàn)失真時(shí)的輸出電壓。相應(yīng)的輸入是最大不失真輸入電壓。電壓放大倍數(shù)的測(cè)量公式為：Au = Uo / Ui (開(kāi)路) 或 Au = UL / Ui （帶負(fù)載）輸入電阻的測(cè)量公式為： 輸出電阻的測(cè)量公式為： Us、Ui、U0、UL分別為信號(hào)源輸入電壓、放大器輸入電壓、空載輸出電壓和有載輸出電壓，是交流量，必須用交流電壓表或示波器測(cè)量，Rs為與信號(hào)源串聯(lián)的外接電阻，RL為負(fù)載電阻。值得指出的是：輸入信號(hào)的幅度必須很小，要保證輸出的波形不失真。2、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在模擬電子線路實(shí)驗(yàn)時(shí),為了定量測(cè)試和分析電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)工作情況,要用到一些測(cè)試儀器,最常用的電子測(cè)試儀器包括示波器、信號(hào)發(fā)生

6、器、直流穩(wěn)壓電源、晶體管毫伏表、萬(wàn)用表等。各類測(cè)試儀器與實(shí)驗(yàn)電路的連接如圖2-2所示。直流穩(wěn)壓電源 輸入測(cè)試信號(hào) 輸入輸出信號(hào)信號(hào)發(fā)生器 示波器 實(shí)驗(yàn)電路 萬(wàn)用表交流電壓表靜態(tài)測(cè)試 動(dòng)態(tài)測(cè)試5、1按圖2-1的電路在面包板上裝接放大電路。檢測(cè)好需要的電子元器件，并按其在圖中的位置定好位，注意布局和布線的美觀。 2調(diào)整和測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)：調(diào)節(jié)Rw到一合適數(shù)據(jù)（如UEQ = 2V），測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)，即測(cè)量UCQ、UBQ、UEQ，并將測(cè)量數(shù)據(jù)記入表2-1中，計(jì)算出 ICQ 。 表 2-1 靜態(tài)工作點(diǎn)數(shù)據(jù)表 測(cè) 量 值計(jì)算值 UCQ(V) UBQ(V) UEQ (V) I CQ (mA)6.0392.68

7、322（3）測(cè)量電壓放大倍數(shù)、輸入和輸出阻抗。當(dāng)UEQ = 2V時(shí)，在放大器的輸入端加入頻率為1KHz、有效值為5-10 mv的正弦信號(hào)，用示波器觀察輸出Uo的波形。在Uo波形不失真的情況下，分別測(cè)量當(dāng)RL = 3K和開(kāi)路時(shí)的Us、Ui、Uo值，并填入表2-2,計(jì)算電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻Ri和輸出阻抗Ro 。 表2-2 測(cè)量和計(jì)算數(shù)據(jù)表 RL 測(cè)量值 計(jì)算值Us(mv)Ui(mv)Uo(V) Au Ri()R0()3 K7.0654.0870.5541351.37k2.8k開(kāi) 路7.0653.2440.8212530.85k2.8k（4） 測(cè)量最大不失真輸出電壓 Uomax 。U0max=

8、29mA （5）調(diào)節(jié)Rw，觀察對(duì)放大倍數(shù)以及輸出波形的影響，描下失真波形。5、 實(shí)驗(yàn)總結(jié)（包括收獲、體會(huì)和改進(jìn)設(shè)計(jì)的建議等）感悟：做完電路實(shí)驗(yàn)讓我受益匪淺，學(xué)者借用網(wǎng)絡(luò)上的工具方便了我們的操作，同時(shí)也便利了我們實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。另外這次的實(shí)驗(yàn)我還請(qǐng)教了同班同學(xué)，由此可以看出，團(tuán)隊(duì)合作對(duì)于一件事情的重要意義。學(xué)習(xí)對(duì)于我們而言不能僅僅局限于書(shū)本，作為大學(xué)生，我們要學(xué)會(huì)通過(guò)實(shí)踐來(lái)進(jìn)行深入研究。所以對(duì)于我而言，這門(mén)課程的意義是非凡的。希望在下次實(shí)驗(yàn)時(shí)，我能有更熟練的操作。實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的故障及可能原因如表所示 故 障 現(xiàn) 象 故 障 分 析 實(shí)驗(yàn)線路和儀器使用方法正確，但輸出波形失真或無(wú)波形 輸入信號(hào)太大、靜態(tài)工作點(diǎn)不合適 無(wú)輸出波形 RC 短路或斷路 無(wú)靜態(tài)工作點(diǎn)，無(wú)輸出波形 Rb2 斷路 無(wú)輸出波形或輸出波形失真 Rc取值不確當(dāng) 無(wú)輸出波形 C1或C2斷路 輸出波形幅度下降 Ce斷路 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不正確 器件用錯(cuò)、儀器使用不正確、系統(tǒng)沒(méi)有共地、實(shí)驗(yàn)方法不正確 注：上述每種故障現(xiàn)象也都有可能是三極管壞了或接觸不良引起的注：上述每種故障現(xiàn)象也都有可能是三極管壞了或接觸不良引起的2、思考題（1）若Q在交流負(fù)載線中