晶體管共射極單管放大電路的實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、.wd.wdPAGE7 / NUMPAGES7.wd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)號實(shí)驗(yàn)課程名稱模擬電路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)工程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)教師簽名【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.學(xué)會放大器靜態(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?！緦?shí)驗(yàn)儀器與材料】1.EL-ELA-IV的模擬電路實(shí)驗(yàn)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.連接線假設(shè)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,

2、rbb, 200圖1圖1為電阻分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定單管放大器實(shí)驗(yàn)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(diǎn)。當(dāng)在放大器的輸入端參加輸入信號Ui后，在放大器的輸出端便可得到一個(gè)與Ui相位相反，幅值被放大了的輸出信號U0，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，那么它的靜態(tài)工作點(diǎn)可用下式估算: UCEUCCICRCRE電壓放大倍數(shù):輸入電阻:RiRB1 / RB2 / rbe 輸出電阻：RORC由于電子器件性能的分散性對比大，因此在設(shè)計(jì)和制作晶體管放大電路時(shí)，離不開測量和調(diào)試技術(shù)。在設(shè)

3、計(jì)前應(yīng)測量所用元器件的參數(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ui0的情況下進(jìn)展， 即將放大器輸入端與地端短接，然后選用量程適宜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以及各電極對地的電位

4、UB、UC和UE。一般實(shí)驗(yàn)中，為了防止斷開集電極，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(shí)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。(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IC或UCE的調(diào)整與測試。靜態(tài)工作點(diǎn)是否適宜，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，放大器在參加交流信號以后易產(chǎn)生飽和失真，此時(shí)UO的負(fù)半周將被削底，如圖(a)所示；如工作點(diǎn)偏低那么易產(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

5、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)展動(dòng)態(tài)調(diào)試，即在放大器的輸入端參加一定的輸入電壓ui，檢查輸出電壓uO的大小和波形是否滿足要求。如不滿足，那么應(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、RC、RBRB1、RB2都會引起靜態(tài)工作點(diǎn)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(diǎn)，如減小RB2，那么可使靜態(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(diǎn)較高或較低也不一定會出

6、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(diǎn)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(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)AV的測量調(diào)整放大器到適宜的靜態(tài)工作點(diǎn)，然后參加輸入電壓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Ui和UO，那么(2)輸入電阻Ri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端與信號源之間串入一電阻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

7、出US和Ui，那么根據(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)注意以下幾點(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Ui，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(shí)驗(yàn)可取R12K。(3)輸出電阻R0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(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。(4)最大不失真輸出電壓UOPP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

8、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，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UO有效值，那么動(dòng)態(tài)范圍等于?；蛴檬静ㄆ髦苯幼x出UOPP來?！緦?shí)驗(yàn)步驟】1.調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn)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IC2.0mA即UE2.0V， 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

9、量電壓放大倍數(shù)在放大器輸入端參加頻率為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Ui10mV，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1置Rc=2.4k，RL=2.4K，Ic2.0 mA。輸入f=1 kHz的正弦信號電壓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，斷開RL，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

10、 IC2mA測 量 值計(jì) 算 值UBVUEVUCVRB2KUBEVUCEVICmA2.662.007.6668.00.675.202.00表二 Ic2.0mA Ui10mV序號RCKRL(K)Uo(V)AV觀察記錄一組uO和u1波形12.40.20020.021.20.11711.732.42.40.12312.3表三次數(shù)usmVuimVRi( k)uomVuLmVRo( k)119.110.0測量值計(jì)算值196100測量值計(jì)算值217.69.60.9430.87519096.75.214.89320.510.4212104平均19.110.0199.3100.2【實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析】一表一測量結(jié)

11、果中：UB-UE=2.66V-2.00V=0.66V=UBE UC-UE=7.76V-2.00V=5.76V=UCE 實(shí)測的靜態(tài)工作點(diǎn)與理論值 根本一致，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UBEUBUE0.66V，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，那么合成相對誤差就對比大了,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、在可承受范圍內(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，

12、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)信號不穩(wěn)定，測量時(shí)信號過大導(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，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,rbb, 200表二中：取=33，rbe= rbb,+(1+)26mAIEQ=200+(1+33) 262=642對于測量電壓放大倍數(shù)理論值中Au=-RC/RLrbe,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1，2,3的電壓放大倍數(shù)分別為為20.0,11.7,12.3倍。看出接入電路的負(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,Rl及靜態(tài)工作點(diǎn)

13、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、 HYPERLINK s:/ baidu /s?wd=%E8%BE%93%E5%85%A5%E7%94%B5%E9%98%BB&tn=44039180_cpr&fenlei=mv6quAkxTZn0IZRqIHckPjm4nH00T1YzmhRsuW6LmWw-rAwWrAP-0ZwV5Hcvrjm3rH6sPfKWUMw85HfYnjn4nH6sgvPsT6KdThsqpZwYTjCEQLGCpyw9Uz4Bmy-bIi4WUvYETgN-TLwGUv3EnHb1nW0zPjD4 t _blank 輸入電阻不受影響、

14、輸出電阻越大。Ri越大，電壓放大倍數(shù)越小、 HYPERLINK s:/ baidu /s?wd=%E8%BE%93%E5%85%A5%E7%94%B5%E9%98%BB&tn=44039180_cpr&fenlei=mv6quAkxTZn0IZRqIHckPjm4nH00T1YzmhRsuW6LmWw-rAwWrAP-0ZwV5Hcvrjm3rH6sPfKWUMw85HfYnjn4nH6sgvPsT6KdThsqpZwYTjCEQLGCpyw9Uz4Bmy-bIi4WUvYETgN-TLwGUv3EnHb1nW0zPjD4 t _blank 輸入電阻越小、輸出電阻不受影響。靜態(tài)工作點(diǎn)中電流越大

15、，電壓放大倍數(shù)越大、 HYPERLINK s:/ baidu /s?wd=%E8%BE%93%E5%85%A5%E7%94%B5%E9%98%BB&tn=44039180_cpr&fenlei=mv6quAkxTZn0IZRqIHckPjm4nH00T1YzmhRsuW6LmWw-rAwWrAP-0ZwV5Hcvrjm3rH6sPfKWUMw85HfYnjn4nH6sgvPsT6KdThsqpZwYTjCEQLGCpyw9Uz4Bmy-bIi4WUvYETgN-TLwGUv3EnHb1nW0zPjD4 t _blank 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

16、或截止。三表三中：計(jì)算輸入電阻公式：根據(jù)定義：輸入電阻 輸出電阻 3.1放大電路直流工作點(diǎn)主要參數(shù)包括、，與電路元件參數(shù)、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)那么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)置會影響動(dòng)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)反響電阻會對放大電路的動(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。假設(shè)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

17、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(diǎn)在特性曲線的位置如果上升變大，那么Q點(diǎn)會到達(dá)飽和區(qū)，會出現(xiàn)飽和失真，也就是正弦波信號上半局部會缺失；(2)靜態(tài)工作點(diǎn)在特性曲線的位置如果下降變小，那么Q點(diǎn)會到達(dá)截止區(qū)，會出現(xiàn)截止失真，也就是正弦波信號下半局部會缺失。五分析討論在調(diào)試過程中出現(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)不管若何調(diào)靜態(tài)工作點(diǎn)，輸出放大信號不會失真，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)防止。(2)負(fù)載電阻插座接觸不良，可以對實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)展改造，負(fù)載電阻RL可以采用夾住的方法

18、連接方可減少防止接觸不良問題。(3)實(shí)驗(yàn)引出的測量線生銹，可能對實(shí)驗(yàn)會造成較大的測量誤差。(4)RB2沒有調(diào)到適宜阻值導(dǎo)致在調(diào)輸入信號時(shí)候正弦波在最大不失真情況下沒有到達(dá)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)是否適宜，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，放大器在參加交流信號以后易產(chǎn)生飽和失真，此時(shí)u。的負(fù)半周將被削底；如工作點(diǎn)偏低那么易產(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)展動(dòng)態(tài)測試，即在放大器的輸入端參加一定的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，那么應(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)的位置。七若何測量RB2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)展；因此本實(shí)驗(yàn)測量RB2時(shí)要將開關(guān)K斷開。測量前先將開關(guān)轉(zhuǎn)到電阻X1K檔，然后把紅、黑表筆短路，調(diào)整“0調(diào)整器，使指針指在0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)展一次調(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