分压式共射极放大电路的研究.docx
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分压式共射极放大电路的研究
实验2.2分压式共射极放大电路的研究
一、实验目的
1、掌握放大电路静态工作点的调试和测量方法。
2、了解静态工作点对放大电路输出波形失真的影响。
3、掌握放大电路动态参数（AV、ro、ri）的测量与计算。
4、了解分压式共射单极放大电路的特性。
二、实验原理
1、静态工作点
对于三极管电压放大电路来说，至关重要的一点就是必须设置合适的静态工作点，保证三极管工作在线性区，以实现对输入信号的不失真放大。
通常，总是将静态工作点调整在放大器交流负载线的中点，以获得最大不失真输出的动态范围。
当然，若输入信号幅度较小，为了较低静态功耗，也可将静态工作点设置得低一些。
静态工作点的高低与电源电压VCC及电路参数RC、Rb等有关。
由于VCC以及RC（决定着电压放大倍数与输出电阻）在电路设计中已根据技术要求确定，在电路调试中是不已改变的。
因此，在调试中总是通过改变基极偏置电阻Rb来调整静态工作点，当增大Rb时，IB、IC将减小，UCE升高，Q点下降，这时容易出现截止失真。
反之，Q点上升，容易出现饱和失真。
合适的工作点，就是在一定限度的输入信号下，以既不出现截止失真也不出现饱和失真为标准。
2、动态参数
主要有电压放大倍数Au、输入电阻ri和输出电阻ro。
对于图2.2.3所示的分压式可调偏置单极放大电路而言，当K合上时，其电压放大倍数为，改变RC或RL之值，均可改变AV（当三极管参数一定时）。
输入电阻ri是从图2.2.3中A、B两端看进去的等效电阻，即ri=ui/ii，由于ii较小，直接测量有困难，故实验中可在输入端接入一个5.1K电阻如图2.2.1所示，用交流毫伏表分别测量Us与Ui，即可计算输入电阻ri。
还应当指出的是uS不应取得太大，否则晶体管工作在非线性状态，使测量误差较大，通常可在输出波形不失真的情况下测量，为了保证测量的准确度，还应注意RS值的选取，一般使RS接近于ri值为宜，取值太大或太小都将带来较大的测量误差。
输出电阻ro是从图2.2.3中C、D两端看进去的等效电阻，在C、D两端接入一个RL电阻作为负载如图2.2.2所示，选择合适的RL值使放大器输出不失真（接示波器监视），首先测量放大器的开路输出电压，再测量放大器接入已知负载RL时的输出电压则输出电阻
特别注意：
上述各种动态参数的测量均在输出电压不失真的条件下进行。
三、实验设备
1、模拟电路实验箱一套
2、示波器一台
3、函数发生器一台
4、晶体管毫伏表一块
5、数字万用表一块
四、实验任务及步骤
1．静态工作点的确定、动态参数的测量
（1）动态参数的测量
按图2.2.3连线，接线后仔细检查，确认无误后再接通电源。
在输入端加入正弦波为uS信号（uS来自函数信号发生器，调节函数信号发生器频率为f=1KHz、输出衰减为40dB，uS≈60mV），使放大器工作在中频状态。
VCC由THM-14模拟电路实验箱自己供给+12V电压。
同时调节Rb及输入信号uS的幅度，用示波器观察uo波形的变化。
当Rb调到某一位置UCE=≈6V时，若加大信号幅度能使uo正负两半波同时出现失真，而减小信号幅度又能使正负两半波的失真同时消失，则说明此时的静态工作点已基本处于放大器交流负载线的中点，放大器的动态范围已趋向最大。
保持最大动态范围下的Rb值不变，按表2.2.1和表2.2.2中所给定的RL及RC的不同数值，在输入端加入一定量的输入信号，用示波器同时观察ui和uo的波形（两波形的零电位线应重合），并比较相位。
在uo波形不失真的条件下，用晶体管毫伏表分别测量US、Ui及Uo（RL=时的Uo即为
）将上述测量及计算填入表2.2.1和表2.2.2，即可得到动态参数。
表2.2.1
给定参数
实测
实测计算
理论估算
RC
RL
Ui（mV）
Uo（mV）
Au
Au
2.4K
2.4K
2.4K
表2.2.2
测量输入电阻RS=5K
测量输出电阻
实测
测算
估算
实测
测算
理论估算
Us（mV）
Ui（mV）
ri
（K）
ri
（K）
RL=
Uo
RL=2.4k
ro
（K）
ro
（K）
（2）静态工作点的测量
保持最大动态范围下的Rb值不变，用数字式万用表的直流电压档（DC）或电阻档，按表2.2.3的要求进行测量，即可得到静态工作点测试。
表2.2.3
实测（V）
实测（K）
用测量计算
URb
Ub2
UCE
URc
RC
Rb
Rb2
IB（A）
IC（mA）
2．研究静态工作点对放大器失真的影响
（1）按图2.2.3连线，将开关K打开（不接负载），电位器Rb1调至接近最小，在放大器输入端加入1KHz正弦波信号，并由零开始逐渐增大，用示波器观察放大器输出电压uo的波形，直至uo的某个半波产生较明显的失真为止。
记下此时的波形，并测量三极管集射极两端的直流电压UCE，记入表2.2.4中。
（2）将电位器Rb1调至接近最大，再测出此时的输出波形及UCE，同样将数据及波形记入表2.2.4中。
表2.2.4
失真
Rb
较小时
较大时
UCE（直流）
uo波形
失真
类型
五、实验报告要求
1、写出实验中感受最深的体会，并讨论RC及RL对电压放大倍数的影响。
2、根据表2.2.1和表2.2.2所测数据，计算出放大器的AV、ro及ri，并与理论计算结果（由放大器的微变等效电路求得）进行比较、分析产生误差的原因。
3、根据表2.2.4实验结果，分析失真的类型及失真的原因。
六、注意事项
1.实验中测试静态工作点电流IC和IB是用间接方法测量。
2．用万用表测量电阻的阻值时，电阻不得带电（关断直流电压电源），且至少应有一端从电路中断开（即不能有回路）。
3．测量动态参数时，一定要在uo波形不失真的情况下进行。
七、思考题
1、为什么要给放大器设置静态工作点？
应如何正确设置静态工作点？
2、实验电路中，电容C3的作用是什么？
取值有无要求？
若该电容开路，电压放大倍数如何变化？
3.本实验是利用公式ro=（
/Uo-1）RL来计算ro的，若RL取值不同，则ro是否会随之而变？
4、用示波器和晶体管毫伏表测试输入、输出信号时得到的量值结果有什么不同？
它们之间的关系如何？
5、图2.2.3电路中Rb支路为何要串接一个固定电阻R1？
如果直接用电位器，会出现什么情况？
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