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 別姓名專業(yè)名稱學(xué)號(hào):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)實(shí)驗(yàn)成績指導(dǎo)老師簽名1【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 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。【實(shí)驗(yàn)儀器與材料】1. EL七LA-IV的模擬電路實(shí)驗(yàn)箱2.函數(shù)信號(hào)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(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 心200 Q圖1為電阻分壓式工作點(diǎn)

2、穩(wěn)定單管放大器實(shí)驗(yàn)電路圖。它的偏置電路采用陽和氐組成的分壓電路，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彳得到一個(gè) 與U相位相反，幅值被放大了的輸出信號(hào)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)（一般510倍），則它的靜態(tài)工作點(diǎn)可用下式估算:Uce= U=C I C （ F+ Re）電壓放大倍數(shù)：A-B RC Rl 輸入電阻R = FBi / Rb2 5 輸出電阻：甩 rbeRd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)，離不幵測量和調(diào)試技術(shù)。在設(shè)計(jì)前應(yīng)測量

3、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(shí)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)的測量測量放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)在輸入信號(hào)Ui = 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 量晶體管的集電極電流I c以及各電

4、極對地的電位 UB、UC和IE。一般實(shí)驗(yàn)中，為 了避免斷幵集電極，所以采用測量電壓UE或LL,然后算出Ic的方法，例如，只要測出Lk,即可用1丨e二算出Ic (也可根據(jù)I。= UCC W，由UC確定Ic)，ReRc同時(shí)也能算出：UBE= 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(diǎn)的調(diào)試放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試是指對管子集電極電流I c(或UCe)的調(diào)整與測試。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。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)Ud的負(fù)半周將被削 底,如圖 所示；如工作點(diǎn)偏低則

5、易產(chǎn)生截止失真， 即Ub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(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。（a）（b）圖2.靜態(tài)工作點(diǎn)對uo波形失真的影響改變電路參數(shù) UCc、R、金（RBi、甩）都會(huì)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 吊2，則可使靜態(tài)工作點(diǎn)提高等。圖3.電路參數(shù)對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響最后還要說明的是，上面所說的工作點(diǎn)“偏高”或“偏低”不是絕

6、對的，應(yīng)該 是相對信號(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，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 UO 不失真的情況下，單獨(dú)只用用交流毫伏表或者示波器測出Ui和Uo的有效值U和匕，則輸入電阻R的測量為了測量放大器的輸入電阻，按圖3電路在被測放大器的輸入

7、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，單獨(dú)只用交流毫伏表或者示波器測出US和U，則根據(jù)輸入電阻的定義可得圖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UR= 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(jí)為好，本實(shí)驗(yàn)可取 R= 12KQ。輸出電阻R的測量Rl的輸出曲-1審巒工作晨 正*. SS.M*號(hào)衣 大引起旳啊2按圖3電路，在放大器正常工作條件下，測出輸出端不接負(fù)載 電壓UO和接入負(fù)載后的輸出電壓 UL,根據(jù)Ul Rl Uo 即

8、可求出Ro =( Uo -1)R lRo + RlUL在測試中應(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Udpp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(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 UO,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(hào)，使波形輸出幅度最大，且無明顯失真時(shí)，用交流毫伏表測出U（有效值）， 則動(dòng)態(tài)范圍等于2 2Uo。或用示波器直接讀出 UOpp來。【實(shí)驗(yàn)步驟】1. 調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn)

9、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FW調(diào)至最大，不接入函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。接通+ 12V電源、調(diào)節(jié) R,使lc= 2.0mA（即卩UE= 2.0V ）， 用直流電壓表測量 UB、UE、UC及用萬用電表測量 甩2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(hào)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(hào)發(fā)生器的輸出旋鈕使放大器輸入電壓U舟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(guān)系，記 錄于表二中。3. 測量放大電路輸入電阻和輸出電阻

10、（1）置 Rc=2.4k Q，R=2.4K Q，lc = 2.0 mA。輸入 f=1 kHz 的正弦信號(hào)電壓ui10mV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，斷幵R，測量輸出電壓uo，記錄于表三中?！緦?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理】表一Ic= 2mA測量值計(jì)算值UB (V)UE (V)UC (V)FB2 ( KUBe (V)UCe (V)I c (mAQ)2.662.007.6668.00.675.202.00表二 Ic = 2.0mA U i = 10mV序號(hào)眩(KQ )R-(KQ )UO(V)A觀祭記錄組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( 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)結(jié)果與分析】一. 表一測量結(jié)果 中：UB-Ue=2.66V-2.00V=0.66V=U beUC-UE=7.76V-2.00V=5.76V二Uce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UB

12、e= UB- 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(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(hào)不穩(wěn)定，測量時(shí)信號(hào)過大導(dǎo)致靜態(tài)工作點(diǎn)失真；（5）在測量時(shí)沒有去掉輸入信號(hào)，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

13、,rbb 心200 Q表二中：取?=33, rbe= rbb +（1+?）26mA/I ec=200Q +（1+33） x 26-2Q =642Q對于測量電壓放大倍數(shù)理論值中，但實(shí)驗(yàn)過程中無法直接得出；而在實(shí)際放大倍數(shù)中，序號(hào)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)

14、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(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：R = Rb1（ Rb2 +Rw） rbe根據(jù)定義：輸入電阻 R =Ui = UiRsI i Us Ui輸出電阻 RO =（出-1） RlUl3.1放大電路直流工作點(diǎn)主要參數(shù)包括 |BQ、Icq、Uceq，與電路元件參數(shù)Vcc、 RC、Rb、Re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RB1來調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)。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(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(huì)影響動(dòng)

15、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(huì)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(huì)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(huì)失真。放大器 的功能就是在不失真的情況下放大信號(hào)，失真了得放大信號(hào)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(huì)達(dá)到飽和區(qū)，會(huì)出現(xiàn)飽和失真，也就是正弦波信號(hào)上半部分會(huì)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(huì)達(dá)到截止區(qū)，會(huì)出現(xiàn)截止失 真，也就是正弦波信號(hào)下半部分會(huì)缺失。五. 分析討論在調(diào)試過

16、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(hào)不會(huì)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(huì)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(hào)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。如工

17、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)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. 怎樣測量民2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)要將幵關(guān)K斷幵。測量前先將幵關(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

18、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、黑表筆分幵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22的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：在靜態(tài)工作點(diǎn)相同情況下1. Rl越大，A越大；R越小，A越?。?. Rc越大，Av越大；R越小，A越小；Av與R/R c成正比。實(shí)驗(yàn)滿足 氏Rl/Rcrbe 公式。3. 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)，從幵始的預(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)候我吸取上次的教