晶體管放大電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、模擬電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)2 晶體管放大電路專業(yè)學(xué)號(hào)姓名實(shí)驗(yàn)日期一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握如何調(diào)整放大電路的直流工作的。2. 清楚放大電路主要性能指標(biāo)的測(cè)量方法。二、 實(shí)驗(yàn)儀器1. 雙蹤示波器 1臺(tái)2. 函數(shù)發(fā)生器 1臺(tái)3. 交流毫伏表 1臺(tái)4. 直流穩(wěn)壓電源 1臺(tái)三、 實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容1. 放大電路的調(diào)整按照?qǐng)D1安裝電路，輸入頻率為1kHz、峰值為5m V（由示波器測(cè)量）的正弦信號(hào)vi,觀察并畫出輸出波形；測(cè)量靜態(tài)集電極電流ICQ和集-射電壓VCEQ。用你的測(cè)量數(shù)據(jù)解釋你看到現(xiàn)象。問題1：如何調(diào)整元件參數(shù)才能使輸出不失真？如果要保證ICQ約為2.5mA，具體的元件參數(shù)值是多少？圖1 圖2 實(shí)際使用電

2、路在電路中換入你調(diào)整好數(shù)值的元件，保持原信號(hào)輸入，記下此時(shí)的ICQ和VCEQ到表1，觀察示波器顯示的輸出波形，驗(yàn)證你的調(diào)整方案，記下v0的峰值（基本不失真）。注：由于實(shí)驗(yàn)中器件限制我們使用圖2電路2. 放大電路性能指標(biāo)的測(cè)量1) 保持調(diào)整后的電路元件值不變，保持靜態(tài)電流ICQ為原來的值，輸入信號(hào)Vim=5mV,測(cè)量輸入輸出電阻，計(jì)算電路增益AV，Ri,Ro,并與理論值比較。其原理如下：輸出電阻Ro：測(cè)量放大器輸出電阻的原理電路如圖 2所示，其戴維南等效電壓源uo即為空載時(shí)的輸出電壓，等效內(nèi)阻Ro即為放大器的輸出電阻。顯然 2圖3 圖4輸入電阻 Ri：測(cè)量放大器輸入電阻的原理電路如圖3所示，由圖

3、可見 2) 保持Vim=5mV不變，改變信號(hào)頻率，將信號(hào)頻率從1kHz向高處調(diào)節(jié)，找出上限頻率fH;同樣向地處調(diào)節(jié)，找出下限頻率fL。作出幅頻特性曲線，定出3dB帶寬fBW。四、 仿真放大電路的調(diào)整仿真電路如圖4，輸入頻率為1kHz、峰值為5mV的正弦信號(hào)并測(cè)量ICQ和VCEQ 圖5 圖6結(jié)論：1. 示波器輸出的波形如圖5由圖可知，電路產(chǎn)生飽和失真，故此時(shí)應(yīng)該增大Ib故應(yīng)該增大Rb。2. 在電路中由兩個(gè)萬能表測(cè)量得到：ICQ=7.214mA VCEQ=762.5mV。3. 在飽和時(shí)，VCEQ很小接近于零。問題1解答：為了使輸出基本不失真應(yīng)當(dāng)增大Rb，在電路中不斷增加Rb，直到Rb=1.24M使

4、，靜態(tài)電流約為2.5mA并且電路基本不失真。放大電路的調(diào)整實(shí)驗(yàn)仿真：圖7在保證VCEQ接近5V來確保工作在放大區(qū)時(shí)測(cè)得數(shù)據(jù)：表1調(diào)整電路數(shù)據(jù)Vim(mV)Rb(k)ICQ(=(VCC-VC/RC)(mA)VCEQ(V)Vom(mV)5441.4595.063184其中交流電流取幅值。問題2：如將電路中的NPN管換為PNP管，試問：這時(shí)電路要做哪些改動(dòng)才能正常工作？如果如果出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)圖中所示的波形，又應(yīng)如何調(diào)整電路元件值？問題2解答：由于PNP與NPN所需電壓相反，電流也完全相反，電路需將+10V的VCC改為-10V即可正常工作。若使用PNP時(shí)產(chǎn)生如圖中所示的下部圖像失真，由于PNP電流與NPN完

5、全相反，即相位相差180。故此時(shí)應(yīng)該為截止失真，應(yīng)該減小Rb。放大性能指標(biāo)的測(cè)量：1. 輸入輸出電阻仿真Ri： Ro：圖8 圖9如圖8，測(cè)得VS(mV)=4.970mV，Vi(V)=3.357mV；故Ri=2.08k；如圖9，測(cè)得Vo(mV)=323.19mV，Vo(V)=178.68mV；故Ro=1.618k。2. 頻率測(cè)試仿真如圖使用波特儀仿真：圖10 圖11仿真結(jié)果由圖可以測(cè)得下限頻率約為：4Hz；上限頻率約為：17MHz四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析1、放大電路的調(diào)整 根據(jù)實(shí)際電路板將電路調(diào)整為基本不失真（即VCEQ=5V），觀察示波器得到：表2調(diào)整電路數(shù)據(jù)Vim(mV)Rb(k)ICQ(=(VC

6、C-VC/RC)(mA)VCEQ=VC(V)Vom(mV)5491.7155.080265數(shù)據(jù)分析：該數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)有較小的誤差，但也基本符合此時(shí)的電路的工作狀態(tài)，故此誤差可以忽略。誤差分析：由于實(shí)驗(yàn)的元件和標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)有所偏差，而且滑動(dòng)變阻器并不能調(diào)到那么標(biāo)準(zhǔn)，三極管也和仿真中的三極管有所偏差。但產(chǎn)生誤差并不大。2、放大電路性能指標(biāo)的測(cè)量1. 根據(jù)換算法測(cè)量得到的數(shù)據(jù)如表3表3 性能指標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù) ICQ=1.715mA Vim=5mV VSm(mV) Vom(V) Vom(V)由測(cè)量數(shù)據(jù)得到的計(jì)算值 理論估算值測(cè)量值13.50.390.195 AV-55.77 AV-56.79測(cè)量值23.60.4

7、0.2Ri（k）2.45Ri（k）2.72平均值3.550.3950.198Ro（k）1.99Ro（k）2.0數(shù)據(jù)分析：實(shí)驗(yàn)中使用萬能表測(cè)得三極管測(cè)得=203，算得的計(jì)算值與測(cè)量值相差不大，極為接近，故實(shí)驗(yàn)基本是正確的。誤差分析：實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果有著一些偏差，主要是仿真軟件中找不到9013故使用2N222，但是2N222的部分參數(shù)與9013有些差別故結(jié)果有少許偏差，而且實(shí)驗(yàn)電路中的元件與實(shí)際標(biāo)注的數(shù)據(jù)有所偏差，故結(jié)果可視為正確。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：可適當(dāng)將信號(hào)源與放大器之間的電阻取大一些，產(chǎn)生較大的壓降，以減少測(cè)量的誤差。2. 放大器幅頻特性（Vim=10mV）的數(shù)據(jù)如表4表4 放大器幅頻特性（Vim=5mV時(shí)）f(Hz)5060708090100150200300Vo(V)0.120.130.140.150.1560.1620.1840.1900.196f(MHz)123456789Vo(V)0.201960.1880.180.1760.160.1480.1400.132圖中可以得出70Hz即為下限頻率,8MHz即為上限頻率。數(shù)據(jù)分析：如圖畫出幅頻特性圖像：圖12數(shù)據(jù)分析：在實(shí)驗(yàn)中我們?nèi)×松舷孪揞l率周圍的頻率進(jìn)行測(cè)量。該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較