電路與電子學(xué)基礎(chǔ) 基本放大電路 實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、電路與電子學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱(chēng) 基本放大電路電路 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 實(shí)驗(yàn)5 基本放大電路電路實(shí)驗(yàn)5.1 NPN三極管分壓偏置電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.測(cè)量NPN管分壓偏置電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。2.估算電路的基極偏壓Vb，并比較測(cè)量值與計(jì)算值。3.估算發(fā)射極電流Ie和集電極電流Ic，并比較測(cè)量值與計(jì)算值。4.估算集射電壓Vce，并比較測(cè)量值與計(jì)算值。5.根據(jù)電流讀數(shù)估算直流電流放大系數(shù)。6.測(cè)試分壓偏置電路的穩(wěn)定性。二、實(shí)驗(yàn)器材2N3904 NPN三極管 1個(gè)20V直流電源 1個(gè)直流電壓表 2個(gè)010mA直流電流表 2個(gè)050µA直流電流表 1個(gè)電阻 660 1個(gè)2K 2個(gè)10K 1個(gè)三

2、、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備N(xiāo)PN管分壓式偏置電路如圖5-1所示。在晶體管的輸出特性曲線(xiàn)上，直流負(fù)載線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)為集電極電流等于零時(shí)的集射電壓Vceo=Vcc，與縱軸的交點(diǎn)為集射電壓等于零時(shí)的集電極電流IcoVcc/(Rc+Re)。圖5-1 分壓式偏置電路放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)Q一般位于直流負(fù)載線(xiàn)的中點(diǎn)附近，由靜態(tài)集電極電流Icq和靜態(tài)集射電壓Vceq確定。當(dāng)流過(guò)上偏流電阻R1和下偏流電阻R2的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基極電流時(shí)，基極偏壓Vb由R2和R1的分壓比確定VbR2Vcc/(R1+R2)發(fā)射極電流Ie可用發(fā)射極電壓Ve 除以發(fā)射極電阻Re求出，而Ve=VbVbe,所以Ie=(Vb-Vbe)/Re靜態(tài)電集電極Icq近似

3、等于發(fā)射極電流Ie Icq=Ie-IbIe靜態(tài)集射電壓Vceq可用克?；舴螂妷憾捎?jì)算，因此 Vcc=IcRc+Vceq+IeRe因?yàn)镮cq=Ie,所以 VceqVcc-Icq(Rc+Re)晶體管的直流電流放大系數(shù)可用靜態(tài)集電極電流與基極電流之比來(lái)計(jì)算Icq/Ibq四、實(shí)驗(yàn)步驟1.在EWB平臺(tái)上建立如圖5-1所示的分壓式偏置電路。單擊仿真電源開(kāi)關(guān)，激活電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。2.記錄集電極電流Icq，發(fā)射極電流Ie，基極電流Ibq，集射電壓Vceq和基極電壓Vb的測(cè)量值。Icq=3.828mAIe=3.847mAIbq=18.88uAVceq=9.806VVb=3.296V3.估算基極偏壓Vb,并比

4、較計(jì)算值與測(cè)量值。Vb=R2Vcc/(R1+R2)=3.333V 近似相等4.取Vbe的近似值為0.7V，估算發(fā)射極電流Ie和集電極電流Icq，并比較計(jì)算值和測(cè)量值。Ie=（Vb-Vbe）/Re=(3.33-0.7)/0.66=3.989mA 測(cè)量值：Ie=3.847mA近似相等Icq=Ie*/(+1)=3.969mA 測(cè)量值：Icq=3.828mA近似相等5.由Icq估算集射電壓Vceq，并比較計(jì)算值和測(cè)量值。Vceq=Vcc-Icq（Rc+Re）=10V測(cè)量值 Vceq=9.806V近似相等6.由Icq和Ibq估算電流放大系數(shù)。=Icq/Ibq=202.757.單擊晶體管T，下拉電路菜單C

5、iRcuit選擇模式命令Model，選中晶體管2N3904。在出現(xiàn)的晶體管模式對(duì)話(huà)框中單擊編輯按鈕Edit，則可顯示2N3904的參數(shù)表。將表中的FoRwaRd CuRRent Gain Coefficient，即，從原來(lái)的204改為100，然后單擊接受按鈕Accept，以便測(cè)試晶體管參數(shù)變化對(duì)分壓式電路工作點(diǎn)的影響。單擊仿真電源開(kāi)關(guān)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。記錄集電極電流Ic,基極電流Ib,和集-射電壓Vce。Ic=3.764mAIb=37.11uAVce=9.96V8比較Ic,Ib和Vce的新舊值，分析值變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響。值的減小略微改變了靜態(tài)工作點(diǎn)。9將值改為原來(lái)的204，單擊“接受”。五、

6、思考與分析1靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)在直流負(fù)載線(xiàn)的中點(diǎn)附近有何好處？能夠具有較好的放大效果減少失真。2靜態(tài)工作點(diǎn)的估算值與測(cè)量值比較情況如何？近似相等。3當(dāng)晶體管的值發(fā)生變化時(shí)，分壓式偏置電路的靜態(tài)工作點(diǎn)能穩(wěn)定嗎？能夠起到較好的穩(wěn)定作用。此題中，變化了51%但是，靜態(tài)工作點(diǎn)只改變了1.57%實(shí)驗(yàn)5.2 射極跟隨器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測(cè)量共極放大器(射極跟隨器)基極和發(fā)射極的直流電壓，并比較測(cè)量值與計(jì)算值。2測(cè)量射極跟隨器的靜態(tài)工作點(diǎn)在直流負(fù)載線(xiàn)上的位置。3測(cè)量射極跟隨器的電壓增益，并比較測(cè)量值與計(jì)算值。4測(cè)量射極跟隨器的輸入電阻，并比較測(cè)量值與計(jì)算值。5測(cè)量射極跟隨器的輸出電阻。6觀察射極跟隨起輸出與輸入電壓波

7、形之間的相位差。二、實(shí)驗(yàn)器材2N3904 NPN三極管 1個(gè)10V直流電源 1個(gè)電容器：1µF 1個(gè)，100µF 1個(gè)示波器 1臺(tái)信號(hào)發(fā)生器 1臺(tái)數(shù)字萬(wàn)用表 1個(gè)電阻：500 1個(gè)，5k 1個(gè)，10k 1個(gè)， 20k 2個(gè)，50k 1個(gè)三、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備射集跟隨器(共集放大電路)如圖5-2所示，在三極管的輸出特性中直流負(fù)載線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)為集射電壓Vce等于Vcc，而與縱軸的交點(diǎn)為Vce等于零時(shí)的集電極電流工作點(diǎn)Q位于直流負(fù)載線(xiàn)上，由靜態(tài)時(shí)的集電極電流Icq和集射電壓Vceq來(lái)確定。共集放大電路的基極偏壓Vb可通過(guò)上下偏流電阻的分壓比來(lái)計(jì)算。當(dāng)RE>>R1時(shí)，發(fā)射集電流

8、集電極電流電壓增益Av為輸出電壓峰值Vop與輸入電壓峰值Vip之比對(duì)于電壓跟隨器，電壓增益可用下式計(jì)算其中：等效交流負(fù)載 三極管輸入電阻 電壓跟隨器的輸入電阻四、實(shí)驗(yàn)步驟1在電子工作平臺(tái)上建立如圖5-2所示的射集跟隨器實(shí)驗(yàn)電路，信號(hào)發(fā)生器，數(shù)字萬(wàn)用表和示波器按圖設(shè)置。2單擊仿真開(kāi)關(guān)運(yùn)行動(dòng)態(tài)分析。雙擊萬(wàn)用表圖標(biāo)，調(diào)出儀器虛擬面板，記錄基極偏壓Vbq，將萬(wàn)用表的測(cè)試桿移到節(jié)點(diǎn)Ve，測(cè)量并記錄射集偏壓Veq,然后將測(cè)試桿移回到節(jié)點(diǎn)Vb。Vbq=10.00VVeq=9.4363V3根據(jù)R1,R2和電壓值Vcc，計(jì)算靜態(tài)基極偏壓Vbq。=20*20/（20+20）=10V4設(shè)Vbe為0.7V，估算靜態(tài)射

9、集偏壓Veq和電流Ieq。Veq=Vb-Vbe=9.3V Ieq=Veq/Re=14.1mA5估算靜態(tài)工作點(diǎn)Q，即Ibq,Icq和Vceq。Icq=Veq/Re=14.1mA Ibq=Icq/=0.07mA Vceq=20-Icq*660=10.7V6將萬(wàn)用表的虛擬面板縮成圖標(biāo)，以免擋住示波器屏幕。單擊仿真開(kāi)關(guān)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。記錄峰值輸入電壓Vip和輸出電壓Vop并記錄輸出和輸入波形之間的相位差。圖5-2 射極跟隨器7根據(jù)步驟6的讀數(shù)計(jì)算射集跟隨器的電壓增益Av。Av=979.5566/993.9610=0.98558計(jì)算三極管的輸入電阻Rbe和等效交流負(fù)載電阻RL，并計(jì)算射極跟隨器的電壓增益A

10、v。Rbe=300+（1+）26/Ieq=4.006KRL=Re/Rl=500*660/(500+660)=284.5Av=（1+）Rl/Rbe+(1+)Rl=201*284.5/4006+201*284.5=0.9359在節(jié)點(diǎn)Vi和電容C1之間插入一個(gè)10k的電阻。將示波器的探頭移到Vb節(jié)點(diǎn)。單擊仿真電源開(kāi)關(guān)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。記錄輸入電壓峰值Vip和基極電壓峰值Vbp，必要時(shí)可調(diào)整示波器。Vip=44.6159mVVbp=44.0987mV10根據(jù)步驟9的讀數(shù)，計(jì)算輸入電流峰值Iip，并用Vbp和Iip計(jì)算射極跟隨器的輸入電阻Ri。Iip=Vbp/Rl=1.6mARi=Vbp*1.414/Iip

11、=14K11設(shè)電流放大系數(shù)為200，計(jì)算三極管的輸入電阻Rbe，并結(jié)合偏置電阻R1和R2計(jì)算射極跟隨器的輸入電阻Ri。Rbe=R1/R2/R3*(1+)+10=19.296k12撤除插入的10k電阻，并接入短路線(xiàn)，將電路恢復(fù)原貌。把示波器探頭移到輸出端V0，并將負(fù)載電阻RL改為50k。單擊仿真開(kāi)關(guān)再次運(yùn)行動(dòng)態(tài)分析。記錄輸出電壓峰值Vop。然后逐步減小RL的阻值，直至輸出電壓峰值降低到原先RL為50k時(shí)的一半，則這時(shí)的RL值就等于射極跟隨器的輸出電阻R0。Ro=Rl=3.5五、思考與分析1 基極偏壓Vbq的測(cè)量值與計(jì)算值比較，情況如何？近似相等。2射極偏壓Veq的測(cè)量值與計(jì)算值比較，情況如何？近似相等。3靜態(tài)工作點(diǎn)Q在直流負(fù)載線(xiàn)的中部附近嗎？基本可以認(rèn)為在其中部。4射極跟隨器電壓增益Av的測(cè)量值與計(jì)算值比較，情況如何？Av大于1嗎？近似相等。略小于1.5射極跟隨器輸入電阻Ri的測(cè)量值與