晶体管公射极单管放大器.docx
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晶体管公射极单管放大器
实验题目:
晶体管公射极单管放大器
实验时间：
2016年9月28日
班级：
14物2班学号:
2014294222姓名：
梁国烈
一、实验预习
1、实验目的
（1）了解共射基本放大电路的工作原理。
（2）学会调试静态工作点的方法。
（3）掌握电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测试方法。
2、实验原理及内容（简明扼要，主要是实验接线图）
1）实验原理
图3-1为电阻分压式共射极单管放大器实验电路图。
它的偏置电路由分压电阻RB1和RB2组成，在发射极中接有电阻RE，以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加入输入信号ui后，在放大器的输出端便可得到一个与ui相位相反，幅值被放大了的输出信号u0，从而实现了电压放大。
图3-1电阻分压式共射极单管放大器实验电路图
在图3-1电路中，当流过偏置电阻RB1和RB2的电流远大于晶体管T的基极电流IB时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算：
UCE＝UCC－IC（RC＋RE）
电压放大倍数
式中，RL＇=RL//RC。
利用估算的静态值计算rbe，即
输入电阻 Ri＝RB1//RB2//rbe
输出电阻RO≈RC
1.放大器静态工作点的测量与调试
（1）静态工作点的测量。
测量放大器的静态工作点，应在输入信号ui＝0的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流IC以及各电极对地的电位UB、UC和UE。
一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压UE或UC，然后算出IC的方法，例如，只要测出UE，即可用
算出IC（也可根据
，由UC确定IC），同时也能算出UBE＝UB－UE，UCE＝UC－UE。
（2）静态工作点的调试。
放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流IC（或UCE）的调整与测试。
静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。
如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时uO的负半周将被削底，如图3-2（a）所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即uO的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图3-2（b）所示。
所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压ui，检查输出电压uO的大小和波形是否满足要求。
如不满足，则应调节静态工作点的位置。
（a）饱和失真（b）截止失真
图3-2静态工作点对输出波形失真的影响
改变电路参数UCC、RC、RB1、RB2都会引起静态工作点的变化，但通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点，如减小RB2，则可使静态工作点提高等。
但在这需要说明的是工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。
所以确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。
如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。
2．放大器动态指标测试
（1）电压放大倍数Au的测量。
调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压ui，在输出电压uO不失真的情况下，用交流毫伏表测出ui和uo的有效值Ui和UO，在本书中，ui和uo是指电压的峰峰值，可用示波器测量，而Ui和UO是指电压的有效值，可用交流毫伏表测量。
（2）输入电阻Ri的测量。
输入、输出电阻测量电路如图3-3所示，电路中在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻R（为了减省测量误差，通常取R与Ri为同一数量级为好，本实验可取R＝10KΩ），在放大器正常工作的情况下，用交流毫伏表测出US和Ui，根据UR＝US－Ui求出UR值。
则根据输入电阻的定义可得
图3-3输入、输出电阻测量电路
（3）输出电阻R0的测量。
按图3-3电路，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载RL的输出电压UO和接入负载后的输出电压UL，根据
即可求出
在测试中应注意，必须保持RL接入前后输入信号的大小不变。
2）实验内容与步骤
1．连线
将单管/负反馈两级放大器固定线路板插入THM-3实验箱四个绿色固定插孔中，按实验电路图3-1接线，将固定板上的+UCC（即+12V）、地用连接线分别和实验箱的左下角直流稳压电源对应的+12V、地接上，下一步再使用两根连接线将固定板上的接点1、2和3接在一起，注意接线前先将左下角的电源开关断开以及实验箱的总电源开关断开（在实验箱的左上角）。
2．静态工作点的调试
（1）接通总电源开关及直流稳压电源开关前，先将单管/负反馈两级放大器RW1电位器调至最大（顺时针调到底），用连接线将接点4和接点5连上（即将电阻RF1短路）。
（2）不接信号发生器，用连接线将测试点Ui和地短接，将电源总开关、+12V电源开关和K1闭合，调节RW1，使IC＝2.0mA（即用直流电压表测得UE＝2.0V）。
（3）用万用表直流电压档测量UB、UE、UC及用电阻档测量RB2值（注意测量RB2值时应先将电源和开关K1断开再进行测量），将测量的数据记入表3-2中。
3．测量电压放大倍数
（1）断开Ui和地短接的连接线，再将TFG6930A函数信号发生器的输出信号接在放大器的输入端（即测试点Ui）。
（2）调节函数信号发生器，在放大器输入端接入频率为1KHz的正弦信号uS。
（3）用交流毫伏表测放大器输入电压Ui，调节函数信号发生器，使Ui
10mV，同时用双踪示波器观察放大器输入电压ui和输出电压uO波形。
（4）在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的UO值，并用双踪示波器观察uO和ui的相位关系，记入表3-3，其中表中RC=1.2KΩ可在原RC=2.4KΩ旁边并上一只2.4KΩ的电阻即可。
3、所用仪器设备
晶体管共射极单管放大器实验所需仪器设备见表3-1。
表3-1实验仪器设备
序号
名称
型号规格
数量
1
模拟电路实验箱
THM-3
1
2
函数信号发生器
TFG6930A
1
3
双踪示波器
V-252,20MHZ
1
4
交流毫伏表
DF2170C
1
5
数字万用表
VC9801A+
1
4、预习思考题
（1）算出上述二阶低通滤波器电路的通带增益、截止频率和品质因数。
（2）算出上述二阶高通滤波器电路的通带增益、截止频率和品质因数。
二、实验原始记录（实验完成后必须要经过实验指导教师签名认可）
画出实验所需要的各种记录表格
表3-2放大器静态工作点的测量（IC＝2.0mA）
参数
项目
UB（V）
UE（V）
UC（V）
RB2（KΩ）
UBE（V）
UCE（V）
IC（mA）
理论值
实测值
表3-3电压放大倍数的测量（Ic＝2.0mA）
RC（KΩ）
RL（KΩ）
Ui（mV）
Uo（V）
Au实测值
Au理论值
观察记录一组ui和uo波形
2.4
1.2
2.4
三、实验报告
1、数据处理（数据表格、计算结果、误差、结果表达、曲线图等）
表3-2放大器静态工作点的测量（IC＝2.0mA）
参数
项目
UB（V）
UE（V）
UC（V）
RB2（KΩ）
UBE（V）
UCE（V）
IC（mA）
理论值
实测值
2.69
2.00
7.27
61.6
表3-3电压放大倍数的测量（Ic＝2.0mA）
RC（KΩ）
RL（KΩ）
Ui（mV）
Uo（V）
Au实测值
Au理论值
观察记录一组ui和uo波形
2.4
∞
10.4
1.38
132
1.2
∞
10.4
0.72
69
2.4
2.4
10.4
0.7
2、结论
3、讨论
2016年9月28日
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