實驗三、晶體管放大電路

1、實驗三 晶體管共射極單管放大器一、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(shè)備的使用。二、實驗原理圖3-1為電阻分壓式工作點穩(wěn)定單管放大器實驗電路圖。它的偏置電路采用昭和RB2組成的分壓電路，并在發(fā)射極中接有電阻 電 以穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工 作點。當在放大器的輸入端 B點加入輸入信號Ui后，在放大器的輸出端便可得 到一個與Ui相位相反，幅值被放大了的輸出信號 U。，從而實現(xiàn)了電壓放大。只 有測量放大器輸入電阻時，才可以從 A點加入輸入信號。在

2、圖3- 1電路中，當流過偏置電阻RBi和RB2的電流遠大于晶體管T的基極電流Ib時（一般510倍），則它的靜態(tài)工作點可用下式估算Ub占土 Ucc%1RB2UbUBeReU CE= UCc I C ( Rd+ Re)電壓放大倍數(shù)B民 rbe輸入電阻R = Rsi / Rb2 /rbe輸出電阻R o艮1、放大器靜態(tài)工作點的測量與調(diào)試1）靜態(tài)工作點的測量測量放大器的靜態(tài)工作點，應(yīng)在輸入信號 Ui= 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I C以及各電極對地的電位UB、UC和UEo 一般實驗中，為了避 免斷開集電極，所以

3、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,Ue,Ucc Uc1 C 1 E1 CRe算出Ic （也可根據(jù)Rc ，由UC確定I C），同時也能算出 UBe= UB- ue，ICE= uc- LEo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I （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3-2（a）所示；如工作點偏低則易產(chǎn)生截止失真，即 UO的正半周被縮頂（一 般

4、截止失真不如飽和失真明顯），如圖3- 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(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點的位置。圖3- 2靜態(tài)工作點對uo波形失真的影響改變電路參數(shù)UCc、R、RB （RU 電）都會引起靜態(tài)工作點的變化，如圖 3-3 所示。但通常多采用調(diào)節(jié)偏置電阻 屜的方法來改變靜態(tài)工作點，如減小 ,則 可使靜態(tài)工作點提高等。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

5、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，用交流毫伏表測出 Ui和Uo的有效值U和UO,貝U2）輸入電阻R的測量為了測量放大器的輸入電阻，按圖3-4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，用交流毫伏表測出US和U，則根據(jù)輸入電阻的定義可得UiR U'UiUi''RUrUs UiR圖3 4輸入、輸出電阻測量電路測量時應(yīng)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U，然后按UR= US UI求出UR值。 電阻R的值不宜取得過大或過小

6、，以免產(chǎn)生較大的測量誤差，通常取R與R為同一數(shù)量級為好，本實驗可取 R= 12KQ。3）輸出電阻R的測量按圖10-4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 U,根據(jù)即可求出R。（牛 i）Rl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（最大動態(tài)范圍）如上所述，為了得到最大動態(tài)范圍，應(yīng)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uo,當輸出波形同時出現(xiàn)削底和縮頂現(xiàn)象（如圖 3 -5）時，說明靜態(tài)工作點已調(diào)在

7、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 2U0?；蛴檬静ㄆ髦苯幼x出UOp來。圖3 5靜態(tài)工作點正常，輸入信號太大引起的失真二、實驗設(shè)備與器件1、實驗電路板2 、函數(shù)信號發(fā)生器3、雙蹤示波器4、交流毫伏表5 、萬用表6、模擬實驗箱四、實驗內(nèi)容按圖3-1接線。先將實驗板固定到實驗箱面板上。電路板上是兩級放大電路，本實驗用第一級（左邊）放大器，實驗前用導線短接發(fā)射極100 Q電阻和+12V供電支路上開路點，交流毫伏表和示波器的屏蔽線信號線黑筆都聯(lián)公共端（發(fā)射 極為公共端，即接地端），信號源輸出信號線紅筆接B點（

8、與耦合電容C相連）， 交流毫伏表的紅筆接B點時測量U，接輸出端（與耦合電容C2相連），則測量U0o 從示波器CH1 CH2引出信號線的兩個紅筆（探針）分別接放大器的輸入端和輸 出端，可觀察Ui和Uo波形。1、調(diào)試靜態(tài)工作點接通直流電源前，先將 FW調(diào)至最大，函數(shù)信號發(fā)生器輸出旋鈕旋至零。接 通+ 12V電源、調(diào)節(jié)FW,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 甩2值。記入表3 1o表3-1c= 2mA測量值計算值U (V)吐(V)UC (V)R( KQ)UBe (V)UCe (V)I c (mA2、測量電壓放大倍數(shù)在放大器輸入端加入頻率

9、為1KHz的正弦信號us,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U 10mV同時用示波器觀察放大器輸出電壓 u。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u。和Ui的相位關(guān)系，記入表3-2。表 3- 2Ic= 2.0mA U i = mVR( KQ)R_(K Q)uo（v）A2.4oo2.42.觀察記錄一組Uo和Ui波形3、觀察靜態(tài)工作點對電壓放大倍數(shù)的影響置RC= 2.4K Q, R=x, u設(shè)為20mV調(diào)節(jié)RW,改變大小Ic,用示波器監(jiān)視 輸出電壓波形，在u。不失真的條件下，測量數(shù)組 UO和Av值，記入表3-3。表 10-3Rd= 2

10、.4K Q R l=xI c(mA)0.82.2.6出V)A測量Ic時，要先將信號源輸出旋鈕旋至零（即使 U二0）4、觀察靜態(tài)工作點對輸出波形失真的影響置RC= 2.4K Q, R_= 2 KQ,調(diào)節(jié)FW使 I尸2.0mA,再逐步加大輸入信號，使 輸出電壓u°足夠大但不失真。然后保持輸入信號不變，分別增大和減小 R,使 波形出現(xiàn)失真，繪出u°的波形，并測出失真情況下的Ic和UCe值，記入表3-4 中。每次測Ic和UCe值時都要將信號源的輸出旋鈕旋至零。表 3 4 R c= 2.4K Q R l=x U i = mVlc(mA)UCe(V)Uo波形失真情況管子工作狀態(tài)UoiJt2.0ll-l