实验4单级晶体管放大电路培训讲学.doc

Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。实验4单级晶体管放大电路-实验四单级晶体管放大电路实验目的1掌握晶体管放大电路静态工作点的设置方法2掌握晶体管放大电路电压放大倍数的测量方法3了解晶体管放大电路的非线性失真二、实验器材11台型号为RTMD4的模拟电路实验箱21块型号为UT70A的数字万用表31台型号为SS-7802A的双踪示波器41台型号为GFG-8255A的函数信号发生器51台型号为DF2170C的晶体管毫伏表61块晶体管单管放大电路实验电路板三、实验内容1放大电路静态工作点的设置2放大电路电压放大倍数的测量3观察放大电路的非线性失真四、实验原理晶体管工作在放大状态时，必须设置合适的静态工作点，被放大的正弦交流信号是叠加在静态参数中，由晶体管实现放大的。静态工作点的设置是通过调节晶体管基极偏置电位器RP来完成的，改变RP的阻值，可以使静态工作点的位置在直流负载线上移动，以获得合适的静态工作点数值，通常将静态工作点设置在直流负载线的中部附近，即：UCEEC/2。静态工作点是否合适，对放大电路的输出波形有很大的影响。如果静态工作点位置设置得偏高，Q点靠近晶体管的饱和区，在晶体管工作时输入信号稍微增大，输出信号的动态范围就会进入晶体管的饱和区，使放大电路产生饱和失真，输出信号uo的负半周将被晶体管的饱和区削去。如果静态工作点位置设置的偏低，Q点靠近晶体管的截止区，当输入信号稍微增大时，输出信号的动态范围就会进入晶体管的截止区，使放大电路产生截止失真，输出信号uo的正半周将被晶体管的截止区削去。图61共发射极单管放大电路五、实验过程实验准备(1)打开模拟电路实验箱的盖子，接好实验箱的电源线，断开电源开关，在实验箱上放好晶体管单管放大电路实验电路板。(2)将实验箱右上角15V直流电源的输出端插孔与地线插孔，分别用导线连接到实验电路板上电源和地线的插孔，打开实验箱的供电开关，这时实验箱及实验线路板上的工作电源指示灯均点亮，用万用表直流20V电压档监测，旋转电源输出电压调节旋钮，将直流电源的输出电压调节至+12V。(3)断开电源开关，开始实验连线。测量静态工作点的操作过程(1)按照原理图61连接实验电路，用导线将单管放大电路实验板上晶体管发射极E与实验电路板上的地线连接起来（晶体管的发射极电阻RE将被旁接掉），在两级放大电路之间不连接导线，这样实验电路将与图61相同。闭合实验箱电源开关，调节实验电路板上晶体管基极偏置电路中RP电位器的阻值大小，用万用表直流20V档监测晶体管的集电极电位UC，当晶体管的集电极电位UC为6V时，根据电路结构及参数可以计算出晶体管的集电极电流IC为3mA，这样我们就将晶体管放大电路的静态工作点Q点设置在其直流负载线的中点位置。设置完静态工作点后，用万用表测量晶体管基极电位UB，并将测量结果记入表61中。表61UC=6V(IC=3mA)时的静态参数测量值计算值UB（V）UE（V）UC（V）UBE（V）UCE（V）IB（V）IC（mA）RB（k）063(2) 3.测量放大器电压放大倍数的操作过程(1)闭合函数信号发生器的电源开关，按下正弦波输出方式按键，选择输出正弦信号。根据实验要求，按下1kHz频率粗调按键，这时信号发生器输出频率在1kHz附近，然后调节频率微调旋钮，在数码显示屏上监测，将信号发生器输出信号的频率调节为1kHz，用信号发生器专用同轴电缆把信号发生器与放大电路输入端连接起来。闭合晶体管毫伏表的电源开关，待毫伏表自动监测扫描完成后，按下自动换档按键，选择自动调节测量档的测量方式，用两根采样同轴电缆线将毫伏表分别与放大电路的输入、输出端连接起来。闭合双踪示波器的电源开关，调节示波器控制面板上相应的旋钮，使示波器显示屏上出现两条稳定的扫描光条，用两根采样同轴电缆线将示波器分别与放大电路的输入、输出端连接起来。在做上述连接时，实验中使用的所有仪器应当采用共地（直流稳压电源、实验电路板、函数信号发生器、晶体管毫伏表、双踪示波器的地线应连接在一起）连接方式。电路连接完成后，用晶体管毫伏表监测，按下函数信号发生器的输出衰减按键，向外拉出信号发生器的输出衰减微调旋钮，然后旋转信号发生器的输出衰减微调旋钮，使信号发生器的输出电压（放大电路的输入电压）幅值为10mV。在示波器显示屏中观测放大电路的输出波形，如果输出波形未出现失真，用晶体管毫伏表测量在负载RL=4.7k和负载RL两种状态下电路的输出电压UO，将测量结果记入表62中，同时将在示波器显示屏中观测到的输出信号波形记录入表62中。如果显示屏中出现的放大电路输出波形有失真现象，应当减小放大电路的输入信号Ui的幅值，亦可以调节基极偏置电路中RP电位器（调节RP电位器后，应重新测量放大电路的静态工作点的数值），直至放大电路的输出信号失真现象消除，然后再进行输出电压UO的测量。表62RC=2kui=mVRC(kW)RL(kW)uo(V)AVuo和ui波形224.74.观察放大器非线性失真的操作过程(1)保持放大电路输入信号ui为10mV不变，断开负载电阻RL，将晶体管基极偏置电路中的电位器RP顺时针方向旋转到底，观察输出电压uo的波形失真情况，将已经失真的波形描绘在表63中，判断失真的类型，将判断结果记入表63中。用万用表直流电压20V档测量在放大电路输出信号失真的状态下，晶体管的静态工作点Q点的数值（UCE、IC的数值，其中IC为计算值），将测量结果记入表63中。表63ui=10mV时的实验数据参数类别IC(mA)UCE(V)uo波形失真类型调节RP最小调节RP最大(2)在放大电路输入信号不变、负载开路的条件下，将晶体管基极偏置电路中的电位器Rp逆时针方向旋转到底，观察输出电压Uo的波形失真情况，将已经失真的波形描绘在表63中；判断失真的类型，将判断结果记入表63中；用万用表直流电压20V档测量在放大电路输出信号失真的状态下，晶体管的静态工作点Q点的数值（UCE、IC的数值），将测量结果记入表63中。六、注意事项(1)实验前需要做充分的准备：预习实验内容，写出预习报告。无预习报告者不得进入实验室做实验。(2)本实验的电路连接要求共地连接方式，在实验中使用的仪器、仪表均应将其地线连接在一起，同时应注意直流电源、直流电表的正、负极。负载电阻在实验电路板的最右侧，连接时应使用导线跨过第二级放大电路，将第一级放大电路与负载相联。(3) 观察非线性失真时，如果输出信号失真程度不大，输出波形失真不明显，这时可以加大输入信号的幅值，直至输出波形出现明显失真。(5)在实验连线中、检查实验连线时以及实验结束后拆线时，均应切断实验箱的电源，在断电状态下操作。(1) (6)实验完毕，拆线时用力不要过猛，以防拔断导线，最好是轻轻的旋拔。做完实验后，收拾好实验设备与器材，经实验指导老师检查并签字后方可离开实验室。七、实验预习要求根据实验电路参数估算实验电路的性能指标。设：3DG6的=50，RB=200k，RC=2k，RL=4.7k。估算放大器的静态工作点（UCE、IC），电压放大倍数Au，输入电阻Ri和输出电阻Ro。(2) 当调节偏置电阻RP，使放大电路的输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压降UCE怎样变化？(1) 改变静态工作点对放大电路的输入电阻Ri有否影响？改变外接负载电阻RL对放大电路的输出电阻Ro是否有影响？八、实验报告要求画出实验原理图。(2) 按照表61的要求，计算表中列出的各项参数值，分析基极偏置电路中的电位器RP数值大小对晶体管静态工作点的影响。(3) 按照表62的要求，计算放大电路的电压放大倍数AV，分析负载电阻RL对电压放大倍数的影响。(4) 根据表63的数据，计算集电极电流IC的数值，了解非线性失真形成的原因、产生的后果及如何消除失真。(5) 记录实验现象及实验数据，并对实验结果进行分析。(6) 实验的收获、体会。-