晶體管單級(jí)放大器92400

1、2.1晶體管單級(jí)放大器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握用Multisim 11.0仿真軟件的分析單級(jí)放大器的主要性能指標(biāo)的方法。（2）掌握晶體管放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測試和調(diào)整方法，觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器輸出波形的影響。（3）測量放大器的放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。二、實(shí)驗(yàn)原理及電路實(shí)驗(yàn)電路如下圖所示：采用基極固定分壓式偏置電路。電路在接通直流電源Vcc而未加入輸入信號(hào)的時(shí)候（Vi=0）時(shí)，三極管三個(gè)極電壓和電流稱為靜態(tài)工作點(diǎn)，即： (2.1-1) (2.1-2) (2.1-3) (2.1-4)1.靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇和測量放大器的基本任務(wù)是不失真的放大小信號(hào)。為此設(shè)定合理的靜態(tài)工作點(diǎn)。為了獲得最大的不失

2、真的輸出電壓，靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)選擇在輸出特性曲線的上交流負(fù)載線的中點(diǎn)。若工作點(diǎn)選得太高則易引起飽和失真；選得太低，又易引起截止失真。靜態(tài)工作點(diǎn)的測量是指在接通電源電壓后放大器輸入端不加信號(hào)（通過隔直流電容C1將輸入端接地）時(shí)，測量晶體管集電極電流ICQ和管壓降VCEQ。其中，VCEQ可直接用萬用表直流電壓檔測C-E極間電壓獲得，而ICQ的測量則有直接法和間接法兩種：（1）直接法：將萬用表（電流檔）串聯(lián)在集電極電路直接測量。此法精度高，但是要斷開集電極回路，比較麻煩。（2）間接法：用萬用表（直流電壓檔）先測出RC（或RE）上的電壓降，然后根據(jù)已知RC（或RE）算出ICQ（或IEQ），此法簡單，在實(shí)驗(yàn)

3、中常用，但其測量精度稍差。為了減小誤差，應(yīng)選用內(nèi)阻較高的電壓表。對(duì)于晶體管放大電路，根據(jù)設(shè)計(jì)目的的不同，靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇也有不同的原則。一般來說，在沒有特殊要求的情況下，靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇，從理論上的說，就是使其處于交流負(fù)載線的中點(diǎn)，也就是讓輸入信號(hào)能夠達(dá)到最大限度的不失真。因此，在本實(shí)驗(yàn)中，靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整，就是用示波器觀察輸出波形，讓輸入信號(hào)達(dá)到最大限度的不失真。當(dāng)按照上述的要求搭接電路，在輸入端引入正弦信號(hào)，用示波器觀察輸出。靜態(tài)工作點(diǎn)具體的調(diào)整步驟如下表：現(xiàn)象出現(xiàn)截止失真出現(xiàn)飽和失真兩種失真都出現(xiàn)無失真動(dòng)作減小RW增大RW減小輸入信號(hào)加大輸入信號(hào)根據(jù)示波器上觀測到的現(xiàn)象，做出不同的調(diào)整動(dòng)

4、作，反復(fù)進(jìn)行。當(dāng)加入輸入信號(hào)。兩種失真同時(shí)出現(xiàn)，減小輸入信號(hào)，兩種失真同時(shí)消失，可以認(rèn)為此時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn)正好處于交流負(fù)載線的中點(diǎn)，就是最佳的靜態(tài)工作點(diǎn)。去掉輸入信號(hào)，測量此時(shí)的VCQ，就得到靜態(tài)工作點(diǎn)。2.放大倍數(shù)的測量電壓放大倍數(shù)是指放大器的輸入電壓VO與輸入電壓Vi的比值 （2.1-5）用示波器分別測出輸入電壓VO和輸入電壓Vi，便可按式（2.1-5）求得電壓放大倍數(shù)，放大電路的電壓放大倍數(shù)與負(fù)載RL有關(guān)。3.輸入電阻和輸出電阻的測量（1）輸入電阻。放大電路的輸入電阻Ri可用電流電壓法測量求得。在輸入回路中串接一外接電阻R=1k，用示波器分別測出電阻兩端的電壓VS和Vi，則可求得放大電路的

5、輸入電阻為 （2.1-6）電阻R值不宜過大，否則易引入干擾；但也不能取得太小，否則測量誤差較大。通常取與Ri為同一數(shù)量級(jí)比較合適。（2）輸出電阻。放大電路的輸出電阻RO可通過測量放大電路開路時(shí)的輸出電壓VO，帶上負(fù)載RL后的輸出電壓VO，經(jīng)計(jì)算求得。由此可得輸出電阻為 （2.1-7）三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.靜態(tài)工作點(diǎn)的測量和調(diào)整（1）如圖所示接入信號(hào)發(fā)生器，示波器A通道接入放大器輸入信號(hào)，B通道接入放大器輸出信號(hào)，開始仿真。（2）在輸入端加入1kHz、幅度為20mV（VPP）的正弦波。調(diào)節(jié)電位器使得示波器的輸出波形達(dá)到最大不失真，如圖所示（1）撤掉信號(hào)發(fā)生器，是輸入信號(hào)電壓Vi=0，用萬用表測量三極管

6、三個(gè)電極分別對(duì)地的電壓VE，VB，VC，VEQ，ICQ。如圖所示。將測量值記錄于表2.1-2，并與估算值作比較。表2.1-2 靜態(tài)工作點(diǎn)的仿真理論估計(jì)值實(shí)際測量值VBVCVEVCEICVBVCVEVCEIC3.757V5.895V3015V2.844V3.052mA3702V5.937V3.046V2.891V3.031mA2.電壓放大倍數(shù)的測量（1）輸入信號(hào)為1kHz。幅度為20mV（VPP）的正弦信號(hào)，輸入端開路（RL=）時(shí)，用示波器分別測出Vi，VO的大小，然后根據(jù)式（2.1-5）算出電壓放大倍數(shù)。（2）放大電路輸出端接2k的負(fù)載電阻RL，保持輸入電壓Vi不變，測出此時(shí)的輸入電壓VO，并

7、算出此時(shí)的電壓放大倍數(shù)，并分析負(fù)載對(duì)放大電路電壓放大倍數(shù)的影響。（3）用示波器觀察VO和Vi的波形，比較它們之間的相位關(guān)系。3.輸入電阻和輸出電阻的測量（1）用示波器分別測出電阻兩端的電壓VS和Vi，利用式（2.1-6）便可算出放大電路的輸入電阻Ri的大小。如圖所示（2）根據(jù)測得的負(fù)載開路時(shí)的輸出電壓VO和接上2k負(fù)載時(shí)的輸出電壓VO，利用式（2.1-7）便可算得放大電路的輸出電阻RO表2.1-3 放大電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)的測試，計(jì)算結(jié)果理論估算值實(shí)際測量值參數(shù)ViVOAVRiROViVOAVRiRO負(fù)載開路973.4mV1.901V-1932.23k984.1mV1.92V-1952.25kRL=2k980.1mV0.973V-982.25k1.89k990.0mV0.982V-99.22.28k1.91k4.測量最大不失真輸入電壓調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸入電壓Vi的大小，直到輸出波形剛要出現(xiàn)失真的時(shí)候停止增大Vi，這是示波器的所顯示的電壓VOM，即為放大線路的最大不失真輸出電壓，記下此時(shí)的輸出電壓大小。四、分析一、靜態(tài)工作點(diǎn)的理論估算值和實(shí)際測量值之間的誤差原因：1）近似認(rèn)為ICQ=IEQ，使得VCEQ偏小，IC偏大；2）近似計(jì)算三極管的體電阻為特定值，此特定值偏大；3）忽略三極管的極間電阻和極間