实验2晶体管共射极单管放大器演示教学.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。实验2晶体管共射极单管放大器-实验二、晶体管共射极单管放大器一、实验目的1、学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响；2、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻测量方法；3、掌握放大器上、下限截止频率的测试方法；4、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。二、实验原理与内容：图21为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用RB1和RB2组成的分压电路，并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

2、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21共射极单管放大器实验电路在图21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510倍），则它的静态工作点可用下式估算：UCEUCCIC（RCRE）电压放大倍数：输入电阻：RiRB1/RB2/(rbe+(1+)Re)输出电阻：RORC放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。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ui0的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后

3、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UBEUBUE，UCEUCUE。为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。：在接通直流电源前（+12v）先将RW调到最大，输入端对地短接（即输入信号ui=0）.接通+12v电源调界接RW，使UE=2V（既IC=2mA），然后，用万用表直流电压档测量UB（V）、UE（V）、UC（V）和电阻RB2（K），将所测量的数据填入下表

4、1中，并与理论计算值比较。表2-1测量值计算值UB（V）UE（V）UC（V）RB2（K）UBE（V）UCE（V）IC（mA）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，如工作点偏低则易产生截止失真，这些情况都不符合不失真放大的要求。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。上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应

5、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放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压（动态范围）和通频带等。1)电压放大倍数AV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，则表2-2RCKRLKUS(mV)Ui(mV)Uo(mV)Uo(mV)AV观察记录一组uO和u1波形2.4/1

6、.2/2.42.4/：使用信号发生器在放大器的输入端加入频率为1kh，信号幅度为20mV的正弦信号US，用双踪示波器同时观察US和U0，在波形不失真的情况下，测量Us、Ui、Ul（带负载R=2.4K电阻时的输出电压）、U0（不带负载电阻时的输出电压），并将所测量的结果填入表2-2中，根据电压放大倍数AV的公式计算出结果，并与理论值比较。2)输入电阻Ri的测量为了测量放大器的输入电阻，按图24电路在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻R，在放大器正常工作的情况下，用交流毫伏表测出US和Ui，则根据输入电阻的定义可得图24输入、输出电阻测量电路测量时应注意下列几点:由于电阻R两端没有电路公

7、共接地点，所以测量R两端电压UR时必须分别测出US和Ui，然后按URUSUi求出UR值。电阻R的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取R与Ri为同一数量级为好，本实验可取R12K。3)输出电阻R0的测量按图2-4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。：根据上面所给出的Ri和R0的计算公式，和表-2所测量的数据Us、Ui、Ul、U0，就可以计算输入电阻Ri和输出电阻R0填入表2-3中，并与计算出的理论值比较。表2-3Ic2mARc2.4KRL2.4KUS(

8、mv)Ui(mv)Ri（K）UL（mV）UO（mV）R0（K）测量值计算值测量值计算值4)、观察静态工作点对输出波形失真的影响置RC2.4K，RL2.4K，ui0，调节RW使IC2.0mA，测出UCE值，再逐步加大输入信号，使输出电压u0足够大但不失真。然后保持输入信号不变，分别增大和减小RW，使波形出现失真，绘出u0的波形，并测出失真情况下的IC和UCE值，记入表24中。每次测IC和UCE值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。表24RC2.4KRLUimVIC(mA)UCE(V)u0波形失真情况管子工作状态2.05)、放大器幅频特性的测量：放大器的幅频特性是指放大器的电压放大倍数AU与输入信号频

9、率f之间的关系曲线。单管阻容耦合放大电路的幅频特性曲线如图26所示，Aum为中频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频放大倍数的倍，即0.707Aum所对应的频率分别称为下限频率fL和上限频率fH，则通频带fBWfHfL放大器的幅率特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数AU。为此，可采用前述测AU的方法，每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数，测量时应注意取点要恰当，在低频段与高频段应多测几点，在中频段可以少测几点。此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变，且输出波形不得失真。flfofnf（KHz）UO（V）AVUO/Ui表-5三、实验总结1、列表整理测量结果，并

10、把实测的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻之值与理论计算值比较（取一组数据进行比较），分析产生误差原因。2、总结RC，RL及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的影响。3、讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。4、分析讨论在调试过程中出现的问题。注意：由于实验电电路中有一反馈电阻在理论计算放大倍数、输入、输出电阻是要考虑进去，否则会有较大误差，三极管的，这是根据晶体管手册提供的依据，三极管上的“绿点”表示在40-60这个范围，因此，我们取中间值，这样计算与实际测量不会有较大的误差。四、思考题1、当调节偏置电阻RB2，使放大器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？答：2、改变静态工作点对放大器的输入电阻Ri有否影响？改变外接电阻RL对输出电阻RO有否影响？答：3、在测试AV，Ri和RO时怎样选择输入信号的大小和频率？为什么信号频率一般选1KHz，而不选100KHz或更高？答：4、测试中，如果将函数信号发生器、交流毫伏表、示波器中任一仪器的二个测试端子接线换位（即各仪器的接地端不再连在一起），将会出现什么问题？答：-