分压式偏置三极管放大电路设计分析.docx
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分压式偏置三极管放大电路设计分析
分压式偏置三极管放大电路设计分析
实验报告
课程名称：
模拟电子技术
小组成员：
实验时间：
2017.4
分压式偏置三极管放大电路设计分析
一、实验目的
1.学习电子电路设计制作
2.了解静态工作点稳定原理
3.掌握放大电路的原理及放大特性
4.掌握晶体三极管与单管放大电路的测试方法
5.熟悉常用仪器仪表的使用、操作
二、实验器材
序号
器材名称
规格型号
数量
备注
1
滑动变阻器
200k
1
2
电阻
5k
2
3
电阻
2.1k
1
4
电阻
1k
1
5
电阻
3k
1
6
电容
50uF
2
7
电容
100uF
1
8
直流电源
12v
1
9
万用表
DT-830B
1
10
双踪示波器
LDS20000
1
11
交流信号源
10mv1KHZ
1
12
晶体管
C9014
1
三、实验原理说明
1．静态工作点的调整和测量
静态工作点是指放大电路没有输入信号时晶体管各极的直流电压和电流在特性曲线上所确定的点，由它确定静态值，是通过IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ来描述的。
由于晶体管的非线性，为保证放大电路的正常工作，应有一个大小合适的静态工作点，使晶体管处于特性曲线上的放大区的适中位置。
否则，若工作点设置过高，晶体管进入饱和区，产生饱和失真；若工作点设置过低，晶体管进入截止区，产生截止失真。
已知I1>>IBQ
UBQ≈
发射级电流
IEQ
由于ICQ≈IEQ，管压降
UCEQ≈Vcc-ICQ（Rc+Re）
基极电流
IBQ
2．电压放大倍数的测量
交流电压放大倍数Au指电压放大电路的输出电压与输入电压的相量之比，它一方面反映了输出电压与输入电压的大小关系，另一方面也反映了它们的相位关系。
电压放大倍数的测量，通常有两种方法：
⑴理论上
1.空载C2存在
=
2.负载C2存在
=
3.空载C2不存在
=
4.负载C2不存在
=
⑵用数字示波器直接测量
其中Ui、Uo分别为输入和输出信号电压的有效值。
3．输入电阻和输出电阻的测量
⑴测量输入电阻Ri：
放大电路的输入电阻是指从放大电路输入端看进去的等效电阻。
它是由晶体管输入阻抗和偏流电阻等因素决定的，大小为
1.C2存在
=
2.C2不存在
=
式中Ui是加到放大电路输入端的电压有效值，Ii是流入输入端的电流有效值。
⑵测量输出电阻Ro：
放大器的输出端可以等效成一个电压源，其内阻即为输出电阻Ro，如图所示。
输出电阻Ro的大小反映了放大器带负载能力。
因此可通过测量放大器接入负载前后的电压变化来求出输出电阻Ro。
为此在放大器输入端加入一固定电压，先不接入负载电阻RL，测出放大器的输出电压Uoc。
然后接入适当负载电阻RL，再测出输出端接入负载电阻后的电压UoL，由图8—2不难求出输出电阻Ro之值：
Ro=
在测试中必须注意以下三点：
第一，RL过大或过小都将加大测试误差，应取RL与Ro为同一数量级；第二，最好用示波器监视输出波形，应在RL接入前后都不失真的条件下测试；第三，测试Ro的过程中，输入信号幅度必须保持不变，频率应选在所需工作频率上
四、仿真电路
五、仿真测试实验测量
1.调节各元件的参数使Q点处于放大不失真状态
2.1用万用表测Uc、Ub、Ue、Ic、Ib、Ie（室温C2存在）
UcUbUeUce
IbIcIe
静态工作点测试，调节Rp使Uc=7.2，分别测量静态参数
UB
UC
UE
R1+Rb2
IB（uA）
IC（mA）
Ie（mA）
UCEQ
理论
2.833v
7.253v
2.167v
15K
8.642
2.158
2.167
5.086v
实测
2.83v
7.28v
2.18v
14.88K
β=Ic/Ib≈249.71
表1-2放大电路电压放大倍数测量
给定参数
理论
实测
实测计算
估算
RC
RL
Ui
Uo
Ui
Uo
AU
AU
2.1K
∞
10.253mv
1.603v
10mv
1.76v
176
156.34
2.1K
3
10.253mv
965mv
10mv
960mv
96
94.12
测算输
出电阻
实测
测算
估算
空载Uoc（V）
负载Uol（V）
R0（kΩ）
R0（kΩ）
1.76v
960mv
2.50
2.1
表1-4观察RP对输出波形的影响
UB
UC
UE
UO波形
电路性质
Ui=10.253mv
RP减小
0.88V
5.24V
0.25V
波形下半部分缺失
饱和失真
Ui=965.00mv
RP增大
0.66v
12V
1.6mv
波形上半部分缺失
截止失真
RP减小
RP增大
2.2用万用表测Uc、Ub、Ue、Ic、Ib、Ie（室温C2不存在）
UcUbUeUce
IbIcIe
静态工作点测试，调节Rp使Uc=7.2，分别测量静态参数
UB
UC
UE
R1+Rb2
IB（uA）
IC（mA）
Ie（mA）
UCEQ
理论
2.833v
7.255v
2.167v
15k
8.566
2.157
2.165
5.09
实测
2.85v
7.23v
2.20
14.74k
β=Ic/Ib≈251.81
表1-2放大电路电压放大倍数测量
给定参数
理论
实测
实测计算
理论
RC
RL
Ui
Uo
Ui
Uo
AU
AU
2.1K
∞
10.253mv
22.15mv
10mv
20mv
2
2.16
2.1K
3
10.253mv
12.788mv
10mv
10mv
1
1.25
测算输
出电阻
实测
测算
估算
空载Uoc（V）
负载Uol（V）
R0（kΩ）
R0（kΩ）
20mv
10mv
3
2.1
2.2用万用表测Uc、Ub、Ue、Ic、Ib、Ie（三极管型号不同）
UcUbUeUce
IbIcIe
β=Ic/Ib≈77.48
|Au|=Uo/Ui≈114.80
3.将输入信号增大到100mv
六、数据分析
1.不同的晶体管作用时
（1）晶体管型号2N5172
β=Ic/Ib≈249.71UCEQ=5.086v|Au|=Uo/Ui≈176
（2）晶体管型号2N4922
β=Ic/Ib≈77.48UCEQ=4.936v|Au|=Uo/Ui≈114.80
2.有无旁路电容
（1）有
β=Ic/Ib≈249.71UCEQ=5.086v|Au|=Uo/Ui≈176
（2）无
β=Ic/Ib≈251.81UCEQ=5.09v|Au|=Uo/Ui≈2
此电路无旁路电容C2时，电路的电压放大能力很差
3.将输入信号增大到100mv时
输出信号将产生双向失真
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