實驗2晶體管共射極單管放大器

1、實驗二、晶體管共射極單管放大器一、實驗?zāi)康?、 學(xué)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、輸出電阻測量方法；3、 掌握放大器上、下限截止頻率的測試方法； 4、 熟悉常用電子儀器及模擬電路實驗設(shè)備的使用。二、實驗原理與內(nèi)容：圖21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RB1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(dāng)在放大器的輸入端加入輸入信號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u0，從而實現(xiàn)了電壓放大。圖21 共射極單管放大器實驗電路在圖

2、21電路中，當(dāng)流過偏置電阻RB1和RB2 的電流遠(yuǎn)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：UCEUCCIC（RCRE）電壓放大倍數(shù)：輸入電阻：RiRB1 /RB2 / ( rbe +(1+ ) Re )輸出電阻： RORC 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ui0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IC以及各電極對

3、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，即可用算出IC（也可根據(jù)，由UC確定IC），同時也能算出UBEUBUE，UCEUCUE。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。：在接通直流電源前（+12v）先將RW調(diào)到最大，輸入端對地短接（即輸入信號ui=0）.接通+12v電源調(diào)界接RW，使UE=2V（既IC=2mA），然后，用萬用表直流電壓檔測量UB（V）、UE（V）、UC（V）和電阻RB2（K），將所測量的數(shù)據(jù)填入下表1中，并與理論計算值比較。表2-1測 量 值計 算 值UB（V）UE（V）UC（

4、V）RB2（K）UBE（V）UCE（V）IC（mA）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，如工作點偏低則易產(chǎn)生截止失真，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(jìn)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。上面所說的工作點“偏高”或“偏低”不是絕對的，應(yīng)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

5、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(shè)置配合不當(dāng)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(fù)載線的中點。2、放大器動態(tài)指標(biāo)測試放大器動態(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，用交流毫伏表測出ui和uo的有效值Ui和UO，則表2-2RCKRLKUS(mV)Ui(mV)Uo(mV)Uo(mV)AV觀察記錄一組uO和u1波形2.4/1.2/2.42.4/：使用信號發(fā)生器在放大器的輸入端加入頻率為1kh，

6、信號幅度為20mV的正弦信號US，用雙蹤示波器同時觀察US和 U0，在波形不失真的情況下，測量Us、Ui、Ul（帶負(fù)載R=2.4K電阻時的輸出電壓） 、U0（不帶負(fù)載電阻時的輸出電壓），并將所測量的結(jié)果填入表2-2中，根據(jù)電壓放大倍數(shù)AV的公式計算出結(jié)果，并與理論值比較。2)輸入電阻Ri的測量為了測量放大器的輸入電阻，按圖24 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Ui，則根據(jù)輸入電阻的定義可得 圖24 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

7、i，然后按URUSUi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R12K。3)輸出電阻R0的測量按圖2-4電路，在放大器正常工作條件下，測出輸出端不接負(fù)載 RL的輸出電壓UO和接入負(fù)載后的輸出電壓UL，根據(jù)：即可求出：在測試中應(yīng)注意，必須保持RL接入前后輸入信號的大小不變。 ：根據(jù)上面所給出的Ri 和 R0的計算公式，和表-2所測量的數(shù)據(jù)Us、Ui、Ul、U0，就可以計算輸入電阻Ri和輸出電阻R0填入表2-3中，并與計算出的理論值比較。表2-3Ic2mA Rc2.4K RL2.4KUS(mv)Ui(mv)Ri（K）UL（mV）

8、UO（mV）R0（K）測量值計算值測量值計算值4)、觀察靜態(tài)工作點對輸出波形失真的影響置RC2.4K，RL2.4K， ui0，調(diào)節(jié)RW使IC2.0mA，測出UCE值，再逐步加大輸入信號，使輸出電壓u0 足夠大但不失真。 然后保持輸入信號不變，分別增大和減小RW，使波形出現(xiàn)失真，繪出u0的波形，并測出失真情況下的IC和UCE值，記入表24中。每次測IC和UCE 值時都要將信號源的輸出旋鈕旋至零。表24 RC2.4K RL UimVIC(mA)UCE(V)u0波形失真情況管子工作狀態(tài)2.05)、放大器幅頻特性的測量：放大器的幅頻特性是指放大器的電壓放大倍數(shù)AU與輸入信號頻率f 之間的關(guān)系曲線。單管

9、阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線如圖26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)的倍，即0.707Aum所對應(yīng)的頻率分別稱為下限頻率fL和上限頻率fH，則通頻帶fBWfHfL 放大器的幅率特性就是測量不同頻率信號時的電壓放大倍數(shù)AU。為此，可采用前述測AU的方法，每改變一個信號頻率，測量其相應(yīng)的電壓放大倍數(shù)，測量時應(yīng)注意取點要恰當(dāng)，在低頻段與高頻段應(yīng)多測幾點，在中頻段可以少測幾點。此外，在改變頻率時，要保持輸入信號的幅度不變，且輸出波形不得失真。 fl fo fnf（KHz）UO（V）AVUO/Ui表-5三、實驗總結(jié) 1、 列表整理測量結(jié)果，并把實測的靜態(tài)

10、工作點、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻之值與理論計算值比較（取一組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較），分析產(chǎn)生誤差原因。 2、總結(jié)RC，RL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。3、討論靜態(tài)工作點變化對放大器輸出波形的影響。4、分析討論在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題。注意：由于實驗電電路中有一反饋電阻在理論計算放大倍數(shù)、輸入、輸出電阻是要考慮進(jìn)去，否則會有較大誤差，三極管的，這是根據(jù)晶體管手冊提供的依據(jù)，三極管上的“綠點”表示在40-60這個范圍，因此，我們?nèi)≈虚g值，這樣計算與實際測量不會有較大的誤差。四、思考題1、當(dāng)調(diào)節(jié)偏置電阻RB2，使放大器輸出波形出現(xiàn)飽和或截止失真時，晶體管的管壓降UCE怎樣變化？答：2、改變靜態(tài)工作點對放大器的輸入電阻