晶體管共射極單管放大電路實驗報告0002

1、大 學(xué) 學(xué) 生院（系）名稱班別姓名專業(yè)名稱學(xué)號實驗課程名稱模擬電路實驗實驗項目名稱晶體管共射極單管放大電路實驗時間1實驗地點實驗成績1指導(dǎo)老師簽名【實驗?zāi)康摹?.1.學(xué)會放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試方法，分析靜態(tài)工作點對放大器性能的 影響。2.2.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。3.3.熟悉常用電子儀器及模擬電路實驗設(shè)備的使用?！緦嶒瀮x器與材料】線若干【實驗內(nèi)容與原理】查閱資料可知實驗箱中的三極管 30-35,rbb30-35,rbb圖 1 1 為電阻分壓式工作點穩(wěn)定單管放大器實驗電路圖。它的偏置電路采用吊和吊組成的分壓電路，并在發(fā)射極中接有電阻 F

2、FE,以穩(wěn)定放大器的 靜態(tài)工作點。當(dāng)在放大器的輸入端加入輸入信號 U U 后，在放大器的輸出端 便可得到一個與 U U 相位相反，幅值被放大了的輸出信號 U U0,從而實現(xiàn)了電 壓放大。的模擬電路實驗箱2.2.函數(shù)信號發(fā)生器3.3.雙蹤示波器4.4.交流毫伏表5.5.萬用電表6.6.連接在右圖電路中，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（一般 5 51010 倍），則它的靜態(tài)工作點可用下式估算：U UcE=Lie I IC(R:+RE)電壓放大倍數(shù)：AVPRCRL與調(diào)試 （1 1）靜態(tài)工作點的測量測量放大器的靜態(tài)工作點，應(yīng)在輸入信號 U Ui= 0 0 的情況下進(jìn)行,將放大器輸入端

3、與地端短接，然后選用量程合適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I Ic以及各電極對地的電位 U UB、算出 I Ic的方法，例如，只要測出 比即可用IcIE羋算出 l lc（也可根據(jù)REIc里，由 u uc確定 I Ic）,同時也能算出：LBE=LBU UE,UCE=u uc U UE。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 2）靜態(tài)工作點的調(diào)試放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試是指對管子集電極電流I Ic（或UCE）的調(diào)整 與測試。靜態(tài)工作點是否合適，對放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點偏高，放大器在加入交流信號以后易產(chǎn)生飽和失真，此時U UO的負(fù)半周

4、將被削底，如圖（a a）所示；如工作點偏低則易產(chǎn)生截止失真，即U 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 b）所示。這 些情況都不符合不失真放大的要求。所以在選定工作點以后還必須進(jìn)行動態(tài)調(diào)試，即在放大器的輸入端加入一定的輸入電壓U Ui，檢查輸出電壓beU UC和U UE。般實驗中，為了避免斷開集電極，所以采用測量電壓 U UE或 U UC,然后RCU UO的大小和波形是否滿足要求。如不滿足，則應(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點的位置。(b)(b)圖 2.2.靜態(tài)工作點對 u uo波形失真的影響改變電路參數(shù) U UCc、RB(F FBi、志)都會引起靜態(tài)工作點的變化，如 圖 3 3 所示。

5、但通常多采用調(diào)節(jié)偏置電阻 R3R32的方法來改變靜態(tài)工作點，如 減小 F FB2,則可使靜態(tài)工作點提高等。圖 3.3.電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響最后還要說明的是，上面所說的工作點“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，即使工作點較高或 較低也不一定會出現(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 作點最好盡量靠近交流負(fù)載線的中點。2 2、放大器動態(tài)指標(biāo)測試放大器動態(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(動態(tài)范圍)和通頻帶等。(1)(1)電壓放大倍數(shù)A的測量調(diào)整放大器

6、到合適的靜態(tài)工作點，然后加入輸入電壓U Ui，在輸出電壓 U U。不失真的情況下，單獨只用用交流毫伏表或者示波器測出U Ui和U Uo的 有效值 U U 和 U UO,則 (2)(2)輸入電阻 R R 的測量為了測量放大器的輸入電阻，按圖3 3 電路在被測放大器的輸入端與輸入、輸出電阻測量電路測量時應(yīng)注意下列幾點 由于電阻 R R 兩端沒有電路公共接地點，所以測量 R R 兩端電壓UR時必須 分別測出 U US和 U U，然后按 U.U.= U US- U U 求出 U.U.值。 電阻 R 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 R 與 R R 為同一數(shù)量級為好，本實驗可

7、取 R R=1 1 2K2KQ。（3 3）輸出電阻 R R 的測量按圖 3 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 U UO和接入負(fù)載后的輸出電壓 U UL,根據(jù)在測試中應(yīng)注意，必須保持 R R 接入前后輸入信號的大小 不變。（4 4）最大不失真輸出電壓LOPP的測量（最大動態(tài)范圍）如上所述，為了得到最大動態(tài)范圍，應(yīng)將靜態(tài)工作點調(diào)在交流負(fù)載線 的中點。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 同時調(diào)節(jié) R Rw（改變靜態(tài)工作點），用示波器觀察 u uo,當(dāng)輸出波形同時出現(xiàn) 削底和縮頂現(xiàn)象（如圖 4 4）時，說明靜態(tài)工作點已調(diào)在交流負(fù)載線的中點。然后反復(fù)

8、調(diào)整輸入信號，使波形輸出幅度最大，且無明顯失真時，用交 流毫伏表測出U UO（有效值），則動態(tài)范圍等于272U0?；蛴檬静ㄆ髦苯幼x出LOPP來。信號源之間串入一已知電阻R,R,在放大器正常工作的情況下，單獨只用交流毫伏表或者示波器測出U U 和 U U，則根據(jù)輸入電阻的定義可得ULRoRLRLUO即可求出Ro（UT1)RL【實驗步驟】 1.1.調(diào)試靜態(tài)工作點在實驗箱上按電路圖連接好電路，接通直流電源前，先將F FW調(diào)至最大，不接入函數(shù)信號發(fā)生器。接通+ 12V12V 電源、調(diào)節(jié) R,R,使 I Ic=(即 U UE=),用直流電壓表測量 U UB、L LE、U UC及用萬用電表測量 吊2值。記

9、錄于表 一中。2.2.測量電壓放大倍數(shù)在放大器輸入端加入頻率為 1KHz1KHz 的正弦信號 u 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U U 10mV10mV 同時用示波器觀察放大器輸出電壓 u 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U UO值，并用雙蹤示波器觀察U Uo和 U Ui的相位關(guān)系，記錄于表二中。3.3.測量放大電路輸入電阻和輸出電阻(1(1)置 Rc=Rc=Q, R-=R-=Q, IcIc = mAmA。輸入 f=1f=1 kHzkHz 的正弦信號電壓 uiui 10mV10mV在輸出電壓 uouo 不失真的

10、情況下，用交流毫伏表測出usus、uiui 和 uLuL,記錄 于表三中。(2(2)保持 usus 不變，斷開 R,R,測量輸出電壓 uouo,記錄于表三中。測量值計算值U UB(V V)U UE(V V)U UC(V V)F FB2(K KQ)LBE(V)UCE(V)I Ic(mAmA表一【實驗數(shù)據(jù)整理】I Ic= 2mA2mA表三次數(shù)us / mVui / mVRi( kQ)uo/ mVuL/ mVRo( k Q)1測量值計算值196100測量值計算值21903212104平均【實驗結(jié)果與分析】.表一測量結(jié)果中：UB-UE=UC-UEUC-UE二實測的靜態(tài)工作點與理論值基本一致，相差并不大

11、，說明電路理論值與計算值接近，是較為理想的工作狀態(tài)。實測UBE=U UB- U UE=，而理論為,產(chǎn)生誤差的原因可能是 L LB、U UE的值接近，這種接近的兩個量相減的間接測量，則合成相對誤差就比較大了 ，因電路實驗?zāi)Ｐ屠匣雀鞣N原因、電路中各個原件參數(shù)與標(biāo)注參數(shù)有偏差、導(dǎo)致計算理論值與實際測量值有一些誤差、在可接受范圍內(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：（1 1）實驗連線有一定的阻值導(dǎo)致誤差存 在;（2 2）靜態(tài)工作點調(diào)試不準(zhǔn)確，沒調(diào)到正確的靜態(tài)工作點。（3 3）溫度影響實 驗器材的阻值；（4 4）信號不穩(wěn)定，測量時信號過大導(dǎo)致靜態(tài)工作點失真;表二 IcIcU Ui= 10m

12、V10mV序號F FC(K KQ)F FL(K(KQ) )U U0(V)(V)AV1 1OO2 2OO3 3觀察記錄一組 U Uo和 U Ui波形(5)(5)在測量時沒有去掉輸入信號，導(dǎo)致測量存在誤差。二.查閱資料可知實驗箱中的三極管 ？30-35,rbb30-35,rbb,200200 Q 表二中：取？=33=33, rbe=rbe=rbbrbb+(1+?)26mA/+(1+?)26mA/I IEQ=200Q +(1+33)X2626- 2 2Q=642=642 Q 對于測量電壓放大倍數(shù)理論值中Au= -P驢，但實驗過程中無法直接得出P；而在實際放大倍數(shù)be中，序號 1 1, 2,32,3

13、的電壓放大倍數(shù)分別為為，倍?？闯鼋尤腚娐返呢?fù)載對 實際放大倍數(shù)有影響，與空載時的放大倍數(shù)相比，影響較大。晶體管共射極單管放大器中 Rc,RIRc,RI 及靜態(tài)工作點對放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電 阻的影響: :RcRc 越大，電壓放大倍數(shù)越大、輸入電阻不受影響、輸出電阻越 大。RiRi 越大，電壓放大倍數(shù)越小、 輸入電阻越小、輸出電阻不受影響。靜態(tài)工作點中電流越大，電壓放大倍數(shù)越大、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)入飽和或截止。RC、RB、RE及晶體管的均有關(guān)，在實際工作中一般通過上偏置電阻RB1來調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點。放大電路主要性能參數(shù)中，靜態(tài)參數(shù)主要

14、借助萬用 表直接或間接測量，動態(tài)參數(shù)則主要借助示波器測量。單管放大電路中 直流工作點的設(shè)置會影響動態(tài)參數(shù)如電壓增益、輸入電阻、頻帶寬度等。發(fā)射極負(fù)反饋電阻會對放大電路的動態(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。四. 討論靜態(tài)工作點變化對放大器輸出波形的影響。答：靜態(tài)工作點要選擇適合。若不適合的話，放大器輸出波形會失真。三.表三中：計算輸入電阻公式:RiRB1(RB2RW) /rbe根據(jù)定義：輸入電阻R生 一IiUS-RsUi輸出電阻RO( 1)ULRL放大電路直流工作點主要參數(shù)包括IBQ、ICQ、UCEQ，與電路兀件參數(shù) VCC、放大器的功能就是在不失真的情況下放大信

15、號，失真了得放大信號是沒 有意義的。具體來講：（1 1）靜態(tài)工作點在特性曲線的位置如果上升（變大）, 那么 Q Q 點會達(dá)到飽和區(qū)，會出現(xiàn)飽和失真，也就是正弦波信號上半部分會 缺失；（2 2）靜態(tài)工作點在特性曲線的位置如果下降（變?。?，那么 Q Q 點會達(dá) 到截止區(qū)，會出現(xiàn)截止失真，也就是正弦波信號下半部分會缺失。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 1）起初電源正負(fù)極接反了，導(dǎo)致表 1 1、 表 2 2、表 3 3 出現(xiàn)奇怪?jǐn)?shù)據(jù)，當(dāng)時沒發(fā)現(xiàn)。做實驗時不管怎么調(diào)靜態(tài)工作點, 輸出放大信號不會失真，此時檢查電路才發(fā)現(xiàn)。此類錯誤由粗心所造, 以后應(yīng)避免。（2 2）

16、負(fù)載電阻插座接觸不良，可以對實驗儀器進(jìn)行改造，負(fù)載電阻 RLRL 可以采用夾住的方法連接方可減少避免接觸不良問題。（3 3）實驗引出的測量線生銹，可能對實驗會造成較大的測量誤差。到合適阻值導(dǎo)致在調(diào)輸入信號時候正弦波在最大不失真情況下沒有達(dá)到 上下同時失真。六. 分析靜態(tài)工作點對放大器性能的影響。答：靜態(tài)工作點是否合適，對放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點偏高，放大器在加入交流信號以后易產(chǎn)生飽和失真， 此時 u u。（4 4）RB2RB2 沒有調(diào)的負(fù)半周將被削底;如飽和失真明顯）。這些情況都不符合不失真放大的要求。所以在選定工作點以后還必須進(jìn)行動態(tài)測試，即在放大器的輸入端加入一定的ui

17、ui ,以檢查輸出電壓 u u。的大小和波形是否滿足要求。如不滿足，則應(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點的位置。七. 怎樣測量 F FB2阻值?答：測量在線電阻時，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，才可進(jìn)行；因此本實驗測量R R32時要將開關(guān) K K 斷開。測量前先將開關(guān)轉(zhuǎn)到電阻 X1KX1K 檔，然后把紅、黑 表筆短路，調(diào)整“ 0 0Q”調(diào)整器，使指針指在 0 0Q 位置上（萬用表測量電阻時不同倍率檔的零點不同，每換一檔都應(yīng)重新進(jìn)行一次調(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 22 的阻值。八. 總結(jié)放大器的參數(shù)對電壓放大倍數(shù)的影響及輸入輸出波

18、形的相位變 化情況。答：由表 2 22 2 的實驗結(jié)果可知：在靜態(tài)工作點相同情況下越大，A越大；R R 越小，A越小;波形相位相反。【實驗心得】本次實驗是我做的第二個完整的電子電路實驗，從開始的預(yù)習(xí)理論計 算到實際實驗，到實際搭建電路測量，在這整個過程中，我更深入的了解了單管放大電路的工作原理以及每個變量對放大電路的影響情況。在 實驗中我也發(fā)現(xiàn)提前明白實驗測量原理的必要性， 只有清楚自己該做什 么了才能在實驗中有條不紊，如工作點偏低則易產(chǎn)生截止,即 u u。的正半周被縮頂（一般截止失真不越大，A越大；Rc越小，A越??；AV與FLAV乩妲入 U Ui與輸出 u uo的rbe才能在規(guī)定的時間內(nèi)及時完成實驗。第一 次去的時候，由于預(yù)習(xí)不到位，導(dǎo)致最后最后都沒做完。第二次的時候 我吸取上次的教訓(xùn)，搭好電路