模拟电子线路基础课程实验报告副本Word文档格式.docx

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（4）分析共发射极放大电路静态工作点。

2．电路基本原理

图1—1所示电路为共发射极接法单管放大电路。

NPN型晶体管的发射极是输入回路、输出回路的公共端。

为了保证放大电路能够不失真地放大信号，电路必须要有合适的静态工作点，信号的传输路径必须畅通，而且输入信号的频率范围不能超出电路的通频带。

图1共发射极接法单管放大电路

3．实验内容及步骤

（1）建立单管共发射极放大电路实验电路，如图1-1所示。

NPN型晶体管（QNL电流放大系数为80，基极体电阻为100Ω，发射结电容为3pF，集电结电容为2pF。

用信号发生器产生频率为lkHz、幅值为5mV的正弦交流小信号作为输入信号。

示波器分别接到输入波形和输出端观察波形。

（2）打开仿真开关，双击示波器，进行适当调节后，用示波器观察输入波形和输出波形。

注意输出波形与输入波形的相位关系。

并测量输入波形和输出波形的幅值，计算放大电路的电压放大倍数。

（3）建立共发射极放大电路静态工作点测量电路。

如图1-2所示。

利用直流电压表和电流表测量集电极电压：

、电流：

以及基极电流：

。

判断晶体管是否工作在放大区：

（5）如果将基极电阻由580kΩ改变为400kΩ，再测量各项电压、电流，判断晶体管是否工作在放大区。

然后将图1—1中基极电阻Rb由580kΩ改变为400kΩ，再用示波器观察放大电路的输入波形和输出波形，观察输出波形发生什么样的变化，属于什么类型的失真。

图1-2共发射极放大电路静态工作点测量电路

4．实验数据及结论

（1）画出示波器显示的共发射极放大电路的输入输出波形，并计算放大电路电压放大倍数。

实验电路图为shiyan21

现象与结论：

输入与输出波形的相位总是相差90度。

输入波形（A通道）的幅值为5mv，而输出波形幅值约为766mv，所以放大倍数大约为153。

（2）在图1-2中，利用直流电压表和电流表测到的集甩极电压、集电极电流、以及基极电压、基极电流。

判断晶体管的工作状态。

实验电路图为shiyan22

Vc=2.733V，Ic=1.545mA，Ib=0.019mA由于射极没有接电阻，所以Vce=Vc〉0.3V，工作在放大区。

（3）如果将图1-l中基极电阻由580kΩ改变为400kΩ，测量集电极电压，集电极电流，以及基极电压，基极电流。

电路图为shiyan23。

数据：

集电极电压：

Vc=0.166V、电流：

Ic=1.972mA以及基极电流：

Ib=0.028mA

此时晶体管工作在饱和区。

再用示波器观察放大电路的输入波形和输出波形，观察输出波形发生什么样的变化，属于什么类型的失真。

如下图：

负半周的波形部分被切掉，所以输出波形饱和失真。

如果是正半周，则属于截止失真。

实验二之总结：

1.学会了对示波器进行设置，使用示波器观察输入输出波形，并进行读数以计算放大倍数。

2.注意调节函数信号发生器，要为交流小信号，不然示波器无法显示波形，示波器要调节为交流档。

实验三三种基本组态晶体管放大电路

（1）分析工作点稳定的共发射极放大电路性能。

（2）分析共集电极放大电路性能。

（3）分析共基极放大电路性能。

根据输入回路和输出回路公共端的不同，晶体管放大电路可分成三种基本组态：

共发射极放大电路，共集电极电极放大电路和共基极放大电路。

共发射极放大电路从基极输入信号，从集电极输出信号；

共集电极放大电路从基极输入信号，从发射极输出信号；

共基极放大电路从发射极输入信号，从集电极输出信号。

共发射极放大电路性能特点是：

电压放大倍数高，输入电阻居中，输出电阻高。

适用于多级放大电路的中间级。

共集电极放大电路性能特点是：

电压放大倍数低，输入电阻高，输出电阻低。

适用于多级放大电路的输入级和输出级。

共基极放大电路性能特点是：

电压放大倍数高，输入电阻低，输出电阻高。

由于电路频率特性好，适用于宽频带放大电路。

（1）建立工作点稳定的共发射极放大电路实验电路如图2-1所示。

NPN型晶体管取理想模式，电流放大系数设置为50，用信号发生器产生频率为lkHz、幅值为10mV的正弦信号，输入端电流表设置为交流模式，电路中用I键控制的开关选择电路输出端是否加负载。

用空格键控制的开关选择发射极支路是否加旁路电容。

图2-1工作点稳定的共发射极放大电路

（2）打开仿真开关，用示波器观察电路的输入波形和输出波形。

单击示波器上Expand按钮放大屏幕，测量输出波形幅值，计算电压放大倍数。

根据输入端电流表的读数计算输入电阻。

实验电路图为shiyan31（共发）

数据与结论：

（有负载和旁路电容时）

输入波形（A通道）的幅值为10mV，输出波形的幅值大约为278mV，放大倍数为27.8。

输入电流为2.038uA，输入电压为7.07mV，所以输入电阻Ri为3.47kΩ。

（3）利用L键拨动负载电阻处并关，将负载电阻开路，适当调整示波器A通道参数，再测量输出波形幅值，然后用下列公式计算输出电阻Ro。

实验电路图为shiyan31

输入电流仍为2.038uA。

负载开路的波形如下：

输出电压的幅值约为417mV，所以放大倍数为41.7。

其中Voc是负载电阻开路时的输出电压的有效值（幅值为417mV）。

Vo是指有负载时候的输出电压的有效值（幅值为278mV）。

Voc=295mV，Vo=197mV（也可以直接用幅值代入公式）

计算得输出电阻Ro=4.97kΩ

（4）连接上负载电阻，再利用空格键拨动开关，使发射极旁路电容断开，适当调整示波器A通道参数，再测量、计算电压放大倍数。

并说明旁路电容的作用。

无旁路电容，有负载的波形图如下：

输出电压的幅值为29mV，故电压放大倍数为2.9，而有旁路电容时的放大倍数为27.8。

旁路电容的作用：

接在电阻两端，使交流信号顺利通过，使放大器稳定地工作。

（5）建立共集电极放大电路如图2-2所示。

NPN型晶体管取理想模式，电流放大系数设置为50，用信号发生器产生频率为lkHz、幅值为10mV的正弦信号，输入端电流表设置为交流模式。

实验电路图为shiyan32

（6）打开仿真开关，用示波器观察电路的输入波形（A通道）和输出波形（B通道）。

单击示波器上Expand按钮放大屏幕，测量输出波形幅值（近似为10mV），计算电压放大倍数。

波形如下：

所以电压放大倍数近似为1.（因为在交流等效电路中，rb’e比较小）

根据输入端电流表的读数（为0.072uA）计算输入电阻。

输入电压为7.07mV，所以共集放大器的输入电阻Ri很大，为98kΩ

（7）仿照步骤3求电路输出电阻。

图2-2共集电极放大电路

实验电路图：

负载开路的波形为：

有负载与负载开路时的输出电压的幅值近似相等，根据以上公式，可得输出电阻很小。

（8）建立共基极放大电路，（应该是Ri小而Ro大）如图2-3所示。

NPN型晶体管取理想模式，电流放大系数设置为50。

用信号发生器产生频率为lkHz、幅值为10mV的正弦信号，输入端电流表

图2-3共基极放大电路

（9）打开仿真开关，用示波器观察电路的输入波形（A通道）和输出波形（B通道）。

根据输入端电流表的读数（）计算输入电阻。

实验电路图为shiyan33

由波形可以看出，输出波形的幅值为230mV左右，所以放大倍数为23.

由于输入电压的有效值为7.07mV，输入电流为0.161mA，所以输入电阻Ri=44kΩ

（10）仿照步骤3求电路输出电阻。

由上面可以得出接负载时的输出电压Vo的幅值为230mV，负载开路时的输出电压幅值为mV

有以上公式可以得出输出电阻Ro=2.5kΩ

4．实验数据及结论（已穿插在上述实验步骤中）

（1）示波器观察到的工作点稳定的共发射极放大电路的输入波形和输出波形。

得到输出波形幅值，计算电压放大倍数、输入电阻Ri。

（2）负载电阻开路时测到的输出波形幅值；

计算Ro。

（3）当发射极旁路电容断开，示波器上测到的输出波形幅值。

计算电压放大倍数。

（4）示波器观察到的共集电极放大电路的输入波形和输出波形。

测到的输出波形幅值，.计算电压放大倍数；

输入电阻。

（5）负载电阻开路时测到的输出波形幅值；

输出电阻。

（6）示波器观察到的共基极放大电路的输入波形和输出波形，测到的输出波形幅值。

计算电压放大倍数；

输入电阻值。

（7）负载电阻开路时测到的输出波形幅值；

输出电阻Ro。

实验四场效应管放大电路

（1）建立场效应管放大电路。

（2）分析场效应管放大电路的性能

与双极型晶体管放大电路的共发射极、共集电极和共基极电路相对应，场效应管放大电路也有三种基本组态：

共源电路、共漏电路、共栅电路。

其电路结构与分析方法与双极型晶体管放大电路类似。

图3-1所示电路为结型场效应管共源放大电路，结型场效应管采用理想模型，直流偏置采用分压偏置电路。

栅极输入信号，漏极输出信号。

源极为输入回路和输出回路的公共端。

（1）建立如图3-2所示的结型场效应管共源放大电路。

结型场效应管取理想模式。

用信号发生器产生频率为lkHz、幅值为10mV的正弦信号。

（2）打开仿真开关，用示波器观察场效应管放大电路的输入波形和输出波形。

测量输出波形的幅值（36mV），计算电压放大倍数（Av=36/10=3.6）。

图3-2结型场效应管共源放大电路

（3）建立如图3-3所示的场效应管放大电路的直流通路。

打开仿真开关，利用电压表和电流表测量电路静态参数。

图3-3场效应管放大电路的直流通路

（1）示波器观察到的结型场效应管共源放大电路输入波形和输出波形，测到的输出波形幅值，计算电路中的电压放大倍数。

（2）利用电压表和电流表测到的栅源电压（2.291-2.038=0.253V），漏源电压（11.412V），

漏极电流（0.254mA）。

实验五差动放大电路

（1）建立差动放大电路。

（2）分析差动放大电路性能

基本差动放大电路可以看成由两个电路参数完全一致的单管共发射极电路所组成。

差分放大电路对差模信号有放大能力，而对共模信号具有抑制作用。

差模信号指电路的两个输入端输入大小相等，极性相反的信号。

共模信号指电路的两个输入端输入大小相等，极性相同的信号。

图5-1所示电路是单端输入、单端输出长尾式差动放大电路。

3．实验内容及操作步骤

（1）建立如图5-1所示单端输入、单端输出长尾式差动放大电路。

T1、T2均为NPN晶体管，采用理想模式，电流放大系数设为50。

用信号发生器产生频率为lkHz、幅值为10mV

的正弦信号。

示波器通道A（输出）设为500mV／Div，通道B（输入）设为10mV／Div。

图5-1单端输入、单端输出长尾式差动放大电路

（2）打开仿真开关，用示波器观察长尾式差动放大电路的输入波形和输出波形。

测量输出波形幅值（1000mV），计算差模电压放大倍数。

实验电路图为shiyan51

差模电压放大倍数Avd=1000/10=100

（3）按空格键拨动开关，使差动放大电路两个输入端同时输入同样的信号，即共模信号。

示波器通道A输入改设为10mV／Div，再用示波器观察长尾式差动放大电路的输入波形和输出波形。

测量输出波形幅值（为5mV），计算共模电压放大倍数。

共模电压放大倍数Avc=0.5（为什么会是0.5呢？

？

）

（4）计算共模抑制比（单端输出），

KCMR=|0.5Avd/（Avc）|=1000

（1）示波器观察到的长尾式差动放大电路的输入波形和输出波形。

测到的输出波形幅值，计算电路差模电压放大倍数。

（2）当长尾式差动放大电路输入为共模信号时，示波器观察到差动放大电路输入波形和输出波形。

测到的输出波形幅值。

计算电路的共模电压放大倍数。

（3）共模抑制比等于差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比。

实验六负反馈放大电路

（1）建立负反馈放大电路。

（2）分析负反馈放大电路的性能。

图6-1所示电路为两级电压串联负反馈放大电路。

负反馈虽然使放大电路的增益下降，但是能改善放大电路的性能。

比如说，能够提高电路放大倍数的稳定性、能够扩展通频带等。

如果负反馈放大电路属于深度负反馈，则放大电路闭环放大倍数等于反馈系数的倒数。

如果电路满足深度负反馈条件，闭环电压放大倍数为

（深度负反馈的条件下）

（1）建立如图6-1所示的电压串联负反馈放大电路。

晶体管为QNL，用信号发生器产生频率为lkHz、幅值为5mV的正弦交流小信号作为输入信号。

示波器分别接到输入端和输出端观察波形。

图6-1电压串联负反馈放大电路

（2）打开仿真开关，双击示波器，进行适当调节后，观察输入波形和输出波形。

测量输入波形和输出波形的幅值，计算电路闭环电压放大倍数并与理论计算值相比较。

输出波形的幅值为470mV，所以电压放大倍数为470/5=94.

由公式

得理论的放大倍数为101.

可见仿真值比理论值小，原因是：

（3）对于电路反馈电阻Rf进行参数扫描分析，以观察反馈电阻变化对闭环增益及通频带的影响。

具体步骤是：

选择Analysis／ParameterSweep命令，弹出ParameterSweep对话框，选取扫描元件为Rf、扫描起始值为5k，扫描终止值为20k、扫描型态为Linear、步进值为5k、输出节点为3，再选择暂态分析或AC频率分析，然后单击Simulate按钮进行分析。

可见，反馈电阻越小，增益越小。

换成实际器件后：

（1）示波器上显示的输入波形和输出波形。

测量输入波形和输出波形的幅值，计算得电压放大倍数，与理论计算值比较．

（2）对于电路反馈电阻Rf进行参数扫描分析结果，并分析结果

实验七求和电路

I、要求

（1）建立反相求和电路。

（2）分析电路性能。

图7-1所示电路为集成运放加若于电阻构成的反相求和电路，其电路输出与输入之和成比。

例：

图7-1反相求和电路

根据虚短、虚断的概念，可知集成运放的反相输入端为虚地，由此可列出下列方程式：

由此得：

（1）建立如图7-1所示的反相求和电路，集成运放采用LM741，用两交流电压源分别产生V1、V2正弦交流输入信号，其频率均为lkHz,有效值分别为100mV和200mV。

电阻R1=1kΩ，R2=2kΩ，Rf=10kΩ。

示波器用来观察电路输入波形和输出波形。

空格键控制开关将两输入之一与示波器输入相连。

（2）打开仿真开关，用空格键控制示波器输入信号的接入，适当调节示波器，分别观察电路输入波形与输出波形对应的变化关系。

测量输出波形的幅值并与理论计算值比较。

说明：

输入为A通道，输出为B通道

当输入交流信号为100mV时，输出波形约为-1.917V

：

当输入信号为200mV时，输出波形为-1.917V。

示波器显示的反相求和电路波形。

测量电路输出波形幅值，换算成有效值，与理论计算值比较。