單管放大電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告-王劍曉

單管放大電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告電03王劍曉29單管放大電路報(bào)告實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆辗糯箅娐分绷鞴ぷ鼽c(diǎn)的調(diào)整與測(cè)量方法；掌握放大電路主要性能指標(biāo)的測(cè)量方法；了解直流工作點(diǎn)對(duì)放大電路動(dòng)態(tài)特性的影響；掌握發(fā)射極負(fù)反饋電阻對(duì)放大電路動(dòng)態(tài)特性的影響；(5)掌握信號(hào)源內(nèi)阻Rs對(duì)放大電路頻帶(上下截止頻率)的影響；二、實(shí)驗(yàn)電路與實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)電路如課本P77所示。圖中可變電阻Rw是為調(diào)節(jié)晶體管靜態(tài)工作點(diǎn)而設(shè)置的。(1)靜態(tài)工作點(diǎn)的估算與調(diào)整；將圖中基極偏置電路VCC、RB1、RB2用戴維南定理等效成電壓源，得到直流通路，如下圖所示。其開(kāi)路電壓VBB和內(nèi)阻RB分別為：VBB=RB2/(RB1+RB2)*VCC;RB=Rbi9011L靜態(tài)工作點(diǎn)在ICQ=1mA和2mA時(shí)，測(cè)量VCEQ的值，并記錄RB1的值。Rbi可選用Multisim中的“VirtualLinearPotentiometer”元件。b.動(dòng)態(tài)特性仿真在ICQ=1mA和2mA時(shí)，測(cè)量電壓放大倍數(shù)和幅頻特性。其中輸入正弦電壓信號(hào)V的幅度為5mV，頻率為1kHz。六、仿真心得：1)在仿真進(jìn)行過(guò)程中，應(yīng)保持RW的值不變；2)Rw的量程要為100k。；3)新接入萬(wàn)用表后，對(duì)電流和電壓是有影響的，也就是會(huì)產(chǎn)生誤差；4)看清楚要對(duì)誰(shuí)測(cè)量，提前做好測(cè)量準(zhǔn)備，以免測(cè)量時(shí)出現(xiàn)遺漏或差錯(cuò)；(一)預(yù)習(xí)報(bào)告1、預(yù)習(xí)計(jì)算晶體管的主要參數(shù)為：B=260，VBE=，rbb'=10歐，fT=300MHz,Cb'c=1pF,計(jì)算實(shí)驗(yàn)地那路的主要性能指標(biāo)，以備與實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析比較。(1)首先計(jì)算直流狀態(tài)下的ICQ、UCEQ以及此時(shí)的Rw：IBQ=(VBB-UBEQ)/(RB+(I+g)(R曰+RE2))UCEQ=VCC-ICQ(RC+RE1+RE2)ICQ=1mA時(shí)，IBQ=ICQ/g=1/260mA;帶入，解得R:。；此時(shí)，U=CEQICQ=2mA時(shí)，IBQ=ICQ/g=2/260mA;帶入，解得R:。；此時(shí)，U=CEQ(2)其次，計(jì)算各交流量：電壓放大倍數(shù)4、輸入電阻Ri、輸出電阻RO：<1>ICQ=1mA時(shí)，R;。；此時(shí)rbe=rbb'+UT/IBQ=+26*=K。；電壓放大倍數(shù)為：AU=UO/,U=—g(RC

（1）ICQ=2mA時(shí)，IBQ=ICQ/口=2/212mA;帶入解得RB1二。；此時(shí)，U=.CEQ其次，計(jì)算各交流量：電壓放大倍數(shù)4、輸入電阻Ri、輸出電阻RO：ICQ=1mA時(shí)，RB1=Q;此時(shí)rbe=rbb'+UT/IBQ=10+26*212=K。；電壓放大倍數(shù)為：AU=UO/Ui=-口(RC//RL)/rbe二；輸入電阻Ri=RB1//RB2//rbe=k。；輸出電阻RO二RC二k。；ICQ=2mA時(shí)，RB1=。；此時(shí)rbe=rbb'+UT/IBQ=10+26*212/2=K。；電壓放大倍數(shù)為：AU=UO/Ui=-口(RC//RL)/rbe二；輸入電阻Ri=RB1//RB2//rbe=k。；輸出電阻R=R二。；OC提高要求：(ICQ=1mA)此時(shí)RB1=。，rbe二K。；電壓放大倍數(shù)為：AU=UO/Ui=-口(RC//RL)/((1+口)*RE1+rbe)=輸入電阻Ri=RB1//RB2//(rbe+(1+口)*RE1)=。；輸出電阻RO二RC二k。；(2)理論值、仿真值、實(shí)驗(yàn)值的對(duì)比表格如下①ICQ=1mA時(shí):R/k。U_/VAURi/k。RO/k。,l/HZfH/HZ理論值\\仿真值實(shí)驗(yàn)值M②I=2mA時(shí):CQRw/k。UCEQ/VAURi/k。RO,k。ffH理論值仿真值實(shí)驗(yàn)值③提高要求（上皿）:R/k。UcAURi/k。RO,k。f.fH理論值仿真值實(shí)驗(yàn)值從數(shù)據(jù)直觀看：大多數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相比仿真值比相對(duì)理論值更相近，說(shuō)明實(shí)際電路較理論更復(fù)雜，其各量的影響因素更多。3）下面對(duì)仿真、實(shí)驗(yàn)所造成的誤差進(jìn)行分析：所需參數(shù)的求解公式：①電壓放大倍數(shù)為：AU=UO/Ui=d（RC//RL）/rbe；②輸入電阻Ri=RB1//RB2//rbe；③輸出電阻RO二RC;理論值的誤差：由于理論計(jì)算時(shí)的等效模型是中頻等效模型，忽略了耦合電容和極間電容的影響，因而造成理論計(jì)算的誤差。由于CE使RE1+RE2的等效值變大。VBB=RB2/（RB1+RB2）*VCC; Vbb基本不變；RB=RB1〃Rbz； RB基本不變；?“bB-UbEQ）/[B（RE1+RE2）+ ^Q減小;ICQ二BIBQ； ICQ減??；UCEQ=VCC-（RE1+RE2+RPICQ； UCEQ不定；注意：上述分析忽略了d通2和極間電容的影響，雖然誤差小了一些，但是具體來(lái)說(shuō)仍是不準(zhǔn)確的。（2）理論值與仿真值：在誤差允許范圍內(nèi)，仿真的輸入輸出電阻普遍小于理論值，而電壓放大倍數(shù)偏小。原因：由于并聯(lián)在電阻兩端的極間電容的影響，造成輸入電流偏大，輸入電阻Ri將偏小，輸出電阻RO也將偏小，同時(shí)由于耦合電容組成高通網(wǎng)絡(luò)，使得電壓放大倍數(shù)AU將偏小。（3）理論值與實(shí)驗(yàn)值：在誤差允許范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)中的輸入電阻值比理論值偏大，但是輸出電阻和電壓放大倍數(shù)偏小。原因：輸入電阻偏大，有著多方面的原因。存在系統(tǒng)誤差與偶然誤差。同時(shí)由于耦合電容和旁路電容的存在將導(dǎo)致輸入電流偏小，所以輸入電阻偏大。電壓放大倍數(shù)偏小的原因同上；下面分析輸出電阻偏小的可能原因：可能由于晶體管的極間電阻rce相對(duì)于Rc和RL相差不大，不能忽略；如果忽略，則相當(dāng)于少了一個(gè)并聯(lián)的電阻，故理論值相對(duì)比較的大。比較有負(fù)反饋和無(wú)負(fù)反饋電阻時(shí)的幅頻特性，可見(jiàn)無(wú)反饋情況下的頻帶寬度BW小于有反饋時(shí)的頻帶寬度。根據(jù)負(fù)反饋的特性，增益下降的同時(shí)應(yīng)該有頻帶展寬，即有負(fù)反饋時(shí)的BW應(yīng)遠(yuǎn)大于無(wú)負(fù)反饋時(shí)的BW?？梢?jiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論與理論有差距。經(jīng)分析，其原因可能是由于示波器的X10檔探頭的截止頻率約為2-3MHz左右，因此由于探頭的頻率限制，可能造成誤差。（4）仿真值與實(shí)驗(yàn)值：相比理論值，實(shí)驗(yàn)值與仿真值更為接近，但是由于實(shí)驗(yàn)中很多未知因素的影響使得實(shí)驗(yàn)值與仿真值還有一定的誤差。原因：由于具體實(shí)驗(yàn)中的分布電容和耦合電容與仿真工具中的器件參數(shù)不同，再考慮上溫度和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的影響以及操作中的誤差，導(dǎo)致fL偏大，同樣極間電容、測(cè)量工具的限制等因素也影響著fH,導(dǎo)致其偏小。綜上所述，實(shí)驗(yàn)值、理論值和仿真值都存在一定的誤差?？偨Y(jié)誤差產(chǎn)生的原因：（1）實(shí)驗(yàn)儀器的誤差測(cè)上限截止頻率時(shí)，會(huì)受到示波器中電容等內(nèi)部元件的影響，并且由于示波器分辨率的問(wèn)題導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，此外頻率信號(hào)發(fā)生器也會(huì)給電路帶來(lái)影響；用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)電阻以及靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，也會(huì)帶入儀器誤差；（2）三極管參數(shù)的誤差由于實(shí)際晶體管和仿真及計(jì)算所用的器件參數(shù)不完全一致，性能不能替代，特別是估算動(dòng)態(tài)電阻時(shí)，因此在靜態(tài)電流口二」演的狀態(tài)下，實(shí)驗(yàn)值與理論的差別較大；（3）實(shí)際電路中電容的影響實(shí)驗(yàn)電路中所用的旁路電容有22uF,仿真時(shí)用10uF的電容，故在一定程度上也會(huì)減小上限截止頻率。（三）實(shí)驗(yàn)總結(jié)1）思考題（1）測(cè)量放大電路輸人電阻時(shí)，若串聯(lián)電阻的阻值比其輸入電阻大得多或小的多，對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)有什么影響請(qǐng)對(duì)測(cè)量誤差進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。答：輸入電阻測(cè)量公式為Ri=ViXR&/（V'-Vi）當(dāng)Rs?Ri時(shí)，很-Vi很小，而電壓測(cè)量的絕對(duì)誤差基本不變，因此\（V'-Vi）基本不變，從而造成'（V'-Vi）/（V′-Vi）變大，測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差較大。當(dāng)Rs?Ri時(shí),Vi很小，而電壓測(cè)量的絕對(duì)誤差基本不變，因此AVi基本不變，從而造成AVi/Vi變大，同樣測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差較大。（2）在圖所示的電路圖中，一般是改變上偏置電阻也來(lái)調(diào)節(jié)工作點(diǎn)，為什么改變下偏置電B1阻RB2來(lái)調(diào)節(jié)工作點(diǎn)可以嗎調(diào)節(jié)Rc呢為什么答：調(diào)節(jié)工作點(diǎn)要求能同時(shí)調(diào)節(jié)I、Icq和Vceq。如果改變下偏置電阻Rb2,可以改變基極電位，從而改變Ibq，以至影響Icq和Vceq，但是改變Rb2可能沒(méi)有改變區(qū)81方便。如果改變下偏置電阻Rc，基極電位不變，I、島均不變，只有Vceq改變，因此不適合調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)。2）實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、在調(diào)節(jié)兒尋找靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，利用萬(wàn)用表的電壓檔檢測(cè)R一兩端的電壓，得到合適的電流。2、在測(cè)量輸入電阻時(shí)也將電壓輸出到示波器進(jìn)行測(cè)量，準(zhǔn)確度更高，不包含直流分量；3、測(cè)量單管放大電路的上限截止頻率時(shí)，注意使用表筆的xI3擋；4、通常通過(guò)調(diào)節(jié)電來(lái)設(shè)置靜態(tài)工作