東南大學(xué)模擬電路實驗報告(三)

東南大學(xué)電工電子實驗中心實驗報告課程名稱：電子電路實踐第三次實驗實驗名稱：單極低頻放大電路（基礎(chǔ)）院（系）：電氣工程 專業(yè)：電氣工程及自動化姓名： 學(xué)號：實驗室:104 實驗時間：2013年11月6日評定成績：審閱教師：

實驗三單級低頻電壓放大電路（基礎(chǔ)）一、實驗?zāi)康恼莆諉渭壏糯箅娐返墓こ坦浪?、安裝和調(diào)試；了解三極管各項基本器件參數(shù)、工作點、偏置電路、輸入阻抗、輸出阻抗、增益、幅頻特性等的基本概念以及測量方法；掌握基本的模擬電路的故障檢查和排除方法，深化示波器、穩(wěn)壓電源、交流電壓表、函數(shù)發(fā)生器的使用技能訓(xùn)練。二、實驗原理實驗原理圖三、預(yù)習(xí)思考器件資料：上網(wǎng)查詢本實驗所用的三極管9013的數(shù)據(jù)手冊，畫出三極管封裝示意圖，標(biāo)出每個管腳的名稱，將相關(guān)參數(shù)值填入下表：參數(shù)符號參數(shù)值參數(shù)意義及設(shè)計時應(yīng)該如何考慮VCBO<45V發(fā)射極開路時，集電極-基極的之間的反向擊穿電壓，是集電結(jié)所允許加的最高反向電壓VCEO<25V基極開路時，集電極-發(fā)射極之間的反向擊穿電壓，此時集電結(jié)承受反向電壓VEBO<5V集電極開路時，發(fā)射極-基極之間的反向電壓，是發(fā)射結(jié)所允許加的最高反向電壓IC<500mA最大集電極電流，使值明顯減小的為IE<-500mA最大發(fā)射極電流，使值明顯減小的為hFE96~246直流增益,共射直流電流系數(shù)VCE(sat)0.1(T)<0.25(MAX)V集電極-發(fā)射極飽和電壓VBE0.8(T)<1(MAX)V基極-發(fā)射極電壓fT>150MHz晶體管頻率,特征頻率，使值下降到1的信號頻率稱為特征頻率偏置電路：教材圖1-3中偏置電路的名稱是什么，簡單解釋是如何自動調(diào)節(jié)BJT的電流IC以實現(xiàn)穩(wěn)定直流工作點的作用的，如果R1、R2取得過大能否再起到穩(wěn)定直流工作點的作用，為什么？答：共發(fā)射極偏置電路。共發(fā)射極偏置電路。利用構(gòu)成的分壓器給三極管基極b提供電位,又,基極電位可近似地由下式求得：當(dāng)環(huán)境溫度升高時，增加，電阻上的壓降增大，由于基極電位固定，加到發(fā)射結(jié)上的電壓減小，減小，從而使減小，通過這樣的自動調(diào)節(jié)過程使恒定，即實現(xiàn)了穩(wěn)定直流工作點的作用。如果取得過大，則減小，不能滿足支路中的電流的條件，此時，在溫度變化時無法保持不變，也就不能起到穩(wěn)定直流工作點的作用。電壓增益：對于一個低頻放大器，一般希望電壓增益足夠大，根據(jù)您所學(xué)的理論知識，分析有哪些方法可以提高電壓增益，分析這些方法各自優(yōu)缺點，總結(jié)出最佳實現(xiàn)方案。答：提高電壓增益的方法有：1）增大集電極電阻RC和負(fù)載RL。缺點：RC太大，受VCC的限制，會使電路不能正常工作。2）Q點適當(dāng)選高，即增大ICQ。缺點：電路耗電大、噪聲大3）選用多級放大電路級聯(lián)形式來獲取足夠大的電壓增益。缺點：電路較復(fù)雜，輸出信號易產(chǎn)生自激，需采取措施消除實驗中測量電壓增益的時候用到交流毫伏表，試問如果用萬用表或示波器可不可以，有什么缺點。答：在頻率低于100KHZ時萬用表的交流檔和交流毫伏表都可以比較精確地測量交流電壓，當(dāng)頻率大于100KHZ小于1MHZ時，萬用表的測量精度下降，只能采用交流毫伏表測量，對于更高頻率的信號，必須選擇高頻毫伏表測量。而示波器測量的電壓精度一般比毫伏表低一個數(shù)量級,無法在需要精確測量電壓值時的時候使用。輸入阻抗：放大器的輸入電阻Ri反映了放大器本身消耗輸人信號源功率的大小，設(shè)信號源內(nèi)阻為RS，試畫出圖1-3中放大電路的輸入等效電路圖，回答下面的連線題，并做簡單解釋：

Ri=RS 放大器從信號源獲取較大電壓

Ri<<RS 放大器從信號源吸取較大電流

Ri>>RS 放大器從信號源獲取最大功率答：，當(dāng)時，放大器從信號源獲取較大電流，當(dāng)時，放大器從信號源獲取較大電壓。教材圖1-4是實際工程中測量放大器輸入阻抗的原理圖，試根據(jù)該圖簡單分析為什么串接電阻RS的取值不能太大也不能太小。答：若Rs取得過大，不滿足當(dāng)條件，較小，則放大器從信號源獲取較小電壓，電壓表測量小信號的時候由于噪聲干擾等原因測量精度下降，測量誤差增加。若RS取得過小，又不滿足條件，則放大器從信號源獲取較小電流，值將很大，同樣會引入較大誤差。對于小信號放大器來說一般希望輸入阻抗足夠高，根據(jù)您所學(xué)的理論知識，分析有哪些方法可以提高教材圖1-3中放大電路的輸入阻抗。答： 適當(dāng)增大R1，R2的電阻值。使用電流放大系數(shù)大的三極管。在輸出信號不失真的情況下，降低靜態(tài)工作點。輸出阻抗：放大器輸出電阻RO的大小反映了它帶負(fù)載的能力，試分析教材圖1-3中放大電路的輸入阻抗受那些參數(shù)的影響，設(shè)負(fù)載為RL，畫出輸出等效電路圖，回答下面的連線題，并做簡單解釋。

RO=RL 負(fù)載從放大器獲取較大電壓

RO<<RL 負(fù)載從放大器吸取較大電流

RO>>RL 負(fù)載從放大器獲取最大功率答：，當(dāng)時，負(fù)載從放大器獲取較大電流。，當(dāng)時，負(fù)載從放大器獲得較大電壓。教材圖1-5是實際工程中測量放大器輸出阻抗的原理圖，試根據(jù)該圖簡單分析為什么電阻RL的取值不能太大也不能太小。答：若RL取值過大，電流源的電流只有一小部分流經(jīng)RL，輸出電流過小。但若RL過小，則通過RL的電流即通過集電極端的電流過大，將會損壞三極管。對于小信號放大器來說一般希望輸出阻抗足夠小，根據(jù)您所學(xué)的理論知識，分析有哪些方法可以減小教材圖1-3中放大電路的輸出阻抗。答：交流輸出阻抗：，由于特別大，減小其并沒有太大影響，主要可以適當(dāng)減小的電阻值。計算教材圖1-3中各元件參數(shù)的理論值，其中

已知：VCC=12V，Vi=5mV，RL=3KΩ，RS=50Ω，T為9013

指標(biāo)要求：AV>50，Ri>1KΩ，RO<3KΩ，fL<100Hz，fH>100kHz（建議IC取2mA）答：如圖所示：四、實驗內(nèi)容除1-(1)外的全部實驗（所有波形必須定量記錄，包括幅度、頻率等，輸入和輸出波形必須記錄在同一坐標(biāo)內(nèi)）。實驗修改內(nèi)容3-（1）的內(nèi)容和3-（2）、3－（3）合并，表1－1修改為靜態(tài)工作點電流ICQ(mA)1x(設(shè)計值)測量值測量值理論值誤差輸入端接地VBQ(V)1.619V2.623V2.6V0.88%VCQ(V)9.51V5.57V6.0V7.17%VEQ(V)1.001V2.006V2.0V0.3%輸入信號Vi=5mVVS(mV)4.72mV7.00mV6.5mV7.7%VO(V)1.28V778mV0.74mV5.2%VO’(V)240mV437mV371mV15.6%計算值VBEQ0.6180.617V0.6V2.8%VCEQ8.509V3.564V4.0V10.9%AV-90-120-1109.8%Ri/kΩ2.83.9354.052.8%RO/kΩ3.02.7853.07.1%內(nèi)容4，觀察不同靜態(tài)工作點對輸出波形的影響完全截止截止失真飽和失真完全飽和測量值VBQ(V)3.9293.8412.2671.005VCQ(V)3.3833.8295.88010.88VEQ(V)3.2713.1881.6480.428計算值ICQ(mA)0.372.012.722.87VBEQ0.580.6190.6410.658VCEQ10.464.3320.6420.112R111.042.821.220.5圖1截止失真輸入輸出波形圖2完全截止失真輸入輸出波形（實驗提示：此時可以加大輸入信號幅度）圖3飽和失真輸入輸出波形圖4完全飽和失真測量放大器的最大不失真輸出電壓帶負(fù)載時測量VEQ=2.56V，Vomax=3.83V五、思考題1、如將實驗電路中的NPN管換為PNP管，試問：（1）這時電路要作哪些改動才能正常工作？答：將+Vcc改為-Vcc,反接（2）經(jīng)過正確改動后的電路其飽和失真和截止失真波形是否和原來相同？為什么?答：不同，這時底部失真為截止失真，頂部失真為飽和失真（與NPN管相反），輸入輸出波形仍為反相。對于PNP管來說出現(xiàn)底部失真時，表明集電極電壓達(dá)到最小值，此時集電極電流很小，為