模電實(shí)驗(yàn)2三極管共射極放大電路.pptVIP

1、三極管共射極放大電路,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)共射放大電路的設(shè)計(jì)方法、安裝與調(diào)試技術(shù)； 掌握放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量與調(diào)整方法，了解在不同偏置條件下靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器性能的影響； 學(xué)習(xí)放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻及頻率特性等性能指標(biāo)的測(cè)試方法； 了解靜態(tài)工作點(diǎn)與輸出波形失真的關(guān)系，掌握最大不失真輸出電壓的測(cè)量方法； 進(jìn)一步熟悉示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、交流毫伏表的使用。,二、相關(guān)知識(shí),實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：,閱讀實(shí)驗(yàn)說明部分內(nèi)容。,焊接好實(shí)驗(yàn)所需電路圖！,檢查所焊好的電路是否與原理圖一致！,二、相關(guān)知識(shí),要使放大器不失真地放大，工作點(diǎn)必須選擇合適。初選靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，可以選取直流負(fù)載線的中點(diǎn)， 即UCE

2、1/2UC或IC1/2ICS。 (ICS為集電極飽和電流，ICSUC/RC)。 這樣便可獲得較大輸出動(dòng)態(tài)范圍。當(dāng)放大器輸出端接有負(fù)載RL時(shí)，因交流負(fù)載線比直流負(fù)載線要陡，所以放大器動(dòng)態(tài)范圍要變小，如圖1所示。當(dāng)發(fā)射極接有電阻時(shí)，也會(huì)使信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍變小。要得到最佳靜態(tài)工作點(diǎn)，還要通過調(diào)試來確定，一般用調(diào)節(jié)偏置電阻RP的方法來調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)。,二、相關(guān)知識(shí),圖1 放大器最佳靜態(tài)工作點(diǎn),二、相關(guān)知識(shí)（工作電源）,0V +Vc(+12V),二、相關(guān)知識(shí)（測(cè)量線）,同軸連接器,信號(hào)參考,屏蔽線,信號(hào)輸入,二、相關(guān)知識(shí)（電路原理圖）,二、相關(guān)知識(shí)（元件清單）,二、相關(guān)知識(shí)（焊接布置圖）,二、相關(guān)知識(shí)（焊接

3、布置圖）,二、相關(guān)知識(shí)（晶體管管腳圖）,三、實(shí)驗(yàn)電路圖,晶體管共射極放大電路原理圖,電路參數(shù)： T：9013（NPN）；RP=10K； R1=15K、R2=3K、Re=2K、 Rc=3K、RL=3K、Rs=5K1； C1=10F、C2=10F、Ce=100F。,RL,Rw1,R3,Rw2,R5,C2,C3,C1,R1,R4,VCC,Ro,s,o,Ri,ICQ,共射極放大電路,S,K,R2,H,R6,R7,三、實(shí)驗(yàn)電路圖,四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整和測(cè)量 RL及RL3K時(shí)，電壓放大倍數(shù)的測(cè)量 輸入電阻和輸出電阻的測(cè)量 放大電路上限頻率fH、下限頻率fL的測(cè)量 觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形的影響,

4、1、三極管的管腳判別與特性測(cè)量,2、靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量和調(diào)試,3、動(dòng)態(tài)指標(biāo)測(cè)試,（1）電壓放大倍數(shù)A,（2）最大不失真輸出電壓Vomax（有效值）,（3）觀察失真現(xiàn)象,（4）輸入電阻、輸出電阻的測(cè)量,（5）上限頻率fH、下限頻率fL 的測(cè)量,1. 靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整和測(cè)量,按所設(shè)計(jì)的放大器的元件參數(shù)焊接電路，根據(jù)電路原理圖仔細(xì)檢查電路的完整性和焊接質(zhì)量。 開啟直流穩(wěn)壓電源，將直流穩(wěn)壓電源的輸出調(diào)整到12V，并用萬用表檢測(cè)輸出電壓，確認(rèn)后，關(guān)閉直流穩(wěn)壓電源。 將放大器電路板的工作電源端與12V直流穩(wěn)壓電源接通。然后，開啟直流穩(wěn)壓電源。此時(shí)，放大器處于工作狀態(tài)。,調(diào)節(jié)電位器RP，使電路滿足設(shè)計(jì)要求（I

5、CQ1.5mA）。為方便起見，測(cè)量ICQ時(shí)，一般采用測(cè)量電阻Rc兩端的壓降VRc，然后根據(jù)ICQ =VRcRc計(jì)算出ICQ 。 測(cè)量晶體管共射極放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，并將測(cè)量值與理論估算值記錄在下表中。 要充分考慮到萬用表直流電壓檔內(nèi)阻對(duì)被測(cè)電路的影響 。 如果測(cè)出VCEQ0.5V，則說明三極管已經(jīng)飽和；如果VCEQ+VC則說明三極管已經(jīng)截止。 晶體管若VBEQ 2V，估計(jì)該晶體管已被擊穿。,（1）適當(dāng)調(diào)整偏置電位器 Rw1、Rw2，使其滿足設(shè)計(jì)要求（I1.5mA）。,（2）分別測(cè)量三極管的直流電壓VB、VC和VE（或VBE、VCE）以及集電極電流ICQ ，可以采用電壓測(cè)量法來換算電流。要充分

6、考慮到萬用表直流電壓檔內(nèi)阻對(duì)被測(cè)電路的影響 。,2、靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量和調(diào)試,1. 靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整和測(cè)量,示波器,穩(wěn)壓電源,毫伏表,函數(shù)發(fā)生器,屏蔽線,普通線,屏蔽線,屏蔽線,Ui輸入,Uo輸出,實(shí)驗(yàn)電路與各測(cè)試儀器的連接,2. 電壓放大倍數(shù)的測(cè)量,2. 電壓放大倍數(shù)的測(cè)量,保持放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)不變，調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，使其輸出頻率f1kHz、幅度為10mV的正弦波，并將它加到放大電路的輸入端，作為信號(hào)源電壓Us。不接輸出負(fù)載電阻，即：RL(開路)。放大電路的輸出端接示波器，觀察示波器所顯示的輸出電壓Uo，當(dāng)波形無失真現(xiàn)象時(shí)，用交流毫伏表分別測(cè)出Us、Ui、U o（ RL）的大小，將其值記錄

7、在下表中。然后根據(jù)公式算出電壓放大倍數(shù)Au。 增大輸入信號(hào)幅度，用示波器監(jiān)視輸出波形、交流毫伏表測(cè)出最大不失真輸出電壓Uomax，并記錄在下表中。 測(cè)量時(shí)通常以飽和失真為準(zhǔn)(當(dāng)Q點(diǎn)位于中間時(shí))。,放大電路輸出端接入負(fù)載電阻RL= 3k ，保持函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出頻率f1kHz、幅度為10mV的正弦波不變，測(cè)出此時(shí)的輸出電壓Uo（ RL= 3k ），將其值記錄在下表中。然后根據(jù)公式計(jì)算電壓放大倍數(shù)Au，并分析負(fù)載對(duì)放大電路電壓放大倍數(shù)的影響。 增大輸入信號(hào)幅度，用示波器監(jiān)視輸出波形、交流毫伏表測(cè)出最大不失真輸出電壓Uomax，并記錄在下表中。,2. 電壓放大倍數(shù)的測(cè)量,用示波器雙蹤觀察Uo和Ui的

8、波形，測(cè)出它們的大小和相位。并將波形畫在同一坐標(biāo)紙上。,表：,注意,在做最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)之前，應(yīng)一直保持靜態(tài)工作點(diǎn)不變。如果不小心調(diào)了電位器RP，則應(yīng)重新進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，然后再繼續(xù)完成各個(gè)實(shí)驗(yàn)。,2. 電壓放大倍數(shù)的測(cè)量,3. 輸入電阻和輸出電阻的測(cè)量,輸入電阻測(cè)量原理方框圖 （放大電路的工作電源未表示）,s,3. 輸入電阻和輸出電阻的測(cè)量,輸入電阻 放大電路的輸入電阻Ri可用電流電壓法測(cè)量求得，調(diào)試電路如圖所示。圖中Rs 為已知外接電阻，用交流毫伏表分別測(cè)出Us和Ui，然后根據(jù)下式可求得放大電路的輸入電阻Ri，即,放大電路輸入電阻的測(cè)量,被測(cè)放大器,s,s,s,3. 輸入電阻和輸出電阻的測(cè)量,輸出

9、電阻測(cè)量原理方框圖 （放大電路的工作電源未表示）,3. 輸入電阻和輸出電阻的測(cè)量,放大電路輸出電阻的測(cè)量,輸出電阻 放大電路的輸出電阻Ro可通過測(cè)量放大電路輸出端開路時(shí)的輸出電壓Uo，帶上負(fù)載RL后的輸出電壓Uo，經(jīng)計(jì)算求得，測(cè)試電路如圖所示。 由此可求得輸出電阻為,4. 放大電路上限頻率fH、下限頻率fL的測(cè)量,放大電路的通頻帶 通常當(dāng)電壓增益下降到中頻增益0.707倍時(shí)(按功率分貝數(shù)即下降3dB)所對(duì)應(yīng)的上下限頻率用 fH和 fL表示，如圖所示，則fH與fL之間的范圍就稱為放大電路的通頻帶寬度BW 。即 BW= fH - fL,頻率特性曲線圖,4. 放大電路上限頻率fH、下限頻率fL的測(cè)量

10、,上下限頻率測(cè)量原理方框圖 （放大電路的工作電源未表示）,4. 放大電路上限頻率fH、下限頻率fL的測(cè)量,測(cè)量方法 在ICQ1.5mA，RL=情況下，將頻率為1kHz的正弦信號(hào)加在放大器的輸入端，增大輸入信號(hào)幅度，監(jiān)視輸出電壓Uo仍保持不失真的正弦波。 用交流毫伏表測(cè)出此時(shí)輸出電壓值Uo；保持信號(hào)源輸出信號(hào)幅度不變，改變信號(hào)源輸出頻率（增加或減小） ，當(dāng)交流毫伏表測(cè)出的輸出電壓值達(dá)到Uo0.707值時(shí)，停止信號(hào)源頻率的改變，此時(shí)信號(hào)源所對(duì)應(yīng)的輸出頻率即為上限頻率fH或下限頻率fL。,5. 觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形的影響,在ICQ1.5mA，RL=情況下，將頻率為1kHz的正弦信號(hào)加在放大器的輸

11、入端，增大輸入信號(hào)幅度，監(jiān)視輸出電壓Uo仍保持不失真的正弦波。 將電位器RP的阻值調(diào)為最大，此時(shí)靜態(tài)電流ICQ下降，用示波器觀察輸出波形是否出現(xiàn)失真、記錄此時(shí)的波形，并測(cè)出相應(yīng)的集電極靜態(tài)電流 。若失真不夠明顯，可適當(dāng)增大Us。 將電位器RP的阻值調(diào)為最小，此時(shí)靜態(tài)電流ICQ增大，觀察輸出波形失真的變化，記錄此時(shí)的波形，并測(cè)出相應(yīng)的集電極靜態(tài)電流 。 根據(jù)上述兩種情況下所觀察到的波形，說明集電極偏置電流的大小對(duì)放大電路輸出動(dòng)態(tài)范圍的影響。,ICQ ，Uo出現(xiàn)飽和失真； ICQ，Uo出現(xiàn)截止失真； ICQ正常，加大輸入信號(hào)。,靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出電壓Uo波形的影響,5. 觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形的影響,五、思考題,在測(cè)試放大器的各項(xiàng)參數(shù)時(shí)，為什么要用示波器監(jiān)視輸出波形不失真？ 在測(cè)試Au、Ri 和Ro時(shí)，怎樣選擇輸入信號(hào)Ui的大小和頻率？ 測(cè)試中，如果將信號(hào)源、毫伏表、示波器中的任一儀器的二個(gè)測(cè)試端上接線換位（即各儀器的接地端不再連在一起）。此時(shí)示波器上的波形將發(fā)生什么變化？,五、思考題,用示波器同時(shí)觀察放大電路輸入、輸出波形的相位關(guān)系時(shí)，示波器上有關(guān)按鈕應(yīng)置什么位置？ 當(dāng)靜態(tài)工作電流ICQ通過測(cè)量VE或VC來間接地得到時(shí)，分析萬用表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量誤差的影響。 試分析電路中的Re、Ce起什么作用？ 如何判斷放大器的截止和飽