晶体管单级放大电路.pdf

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1、实验九晶体管单级放大电路 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、输出电阻及最大不失真输出电 压的测试方法。3.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 图 9-1 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 FBi和届2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻 FE,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 Uo,从而实现了电压放大。2V C%L4k（图画出）图 9-1 共射极单管放

2、大器实验电路 U CE=UCC-I C（艮+RE）输入电阻：Ri=FB1/RB2/rbe 输出电阻：R俨RD 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 Ui二 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 I C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 I C的方法，例如，只要测出 UE

3、,即可用 I C”I E二坠算出IC（也可根 RE 据 Ic=UCC-Uc，由 UC 确定 IC）,同时也能算出 UBE=UB-UE，UCE=UC-UE RC 基极电流 I B时（一般 510 倍），则它的静态工作点可用下式估算：UB:RB1-B1_ UCC 在图 9-1 电路中，当流过偏置电阻 R31 和 R32 的电流远大于晶体管 T 的 RB1 RB2 UB-UBE RE 电压放大倍数：RC/RL Av 二 rbe 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 lc（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

4、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 9-2（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 9-2（b）所示。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 图 9-2 静态工作点对 u。波形失真的影响 改变电路参数 UCc、R RB（RBI、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，如减小金2,则可使静态 工作点提高等。最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏

5、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。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 U 和 Uo 的有效值 U 和匕则AV专 2）输入电阻 R 的测量。为了测量放大器的输入电阻，按图 9-

6、3 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 U,则根据输入电阻的定义可得 测量时应注意下列几点：由于电阻 R 两端没有电路公共接地点，所以测量 R 两端电压UR时必须 分别测出 US和 U，然后按 US-U 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 R 为同一数量级为好，本实验可取 R=12KQ。3）输出电阻 R 的测量。按图 9-3 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 U，根据 Ui Ui Ii UR（公式要出现在报告中）

7、即可求出：RO=（O）RL（公式要出现在报告中）UL 在测试中应注意，必须保持 R.接入前后输入信号的大小不变。4）最大不失真输出电压 Ubpp的测量（最大动态范围）。如上所述，为 了得到最大动态范围，应将静态工作点调在交流负载线的中点。为此在放大器 正常工作情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节 RW改变静态工作点），用示波器观察 uo,当输出波形同时出现削底和缩顶现象（如图 9-4）时，说 明静态工作点已调在交流负载线的中点。然后反复调整输入信号，使波形输出 幅度最大，且无明显失真时，用交流毫伏表测出 UO（有效值），则动态范围等 于 2 2Uo。或用示波器直接读出 来。图 9 4 静

8、态工作点正常，输入信号太大引起的失真 三.实验器材 1.直流电源 2.函数信号发生器 3.双踪示波器 4.交流毫伏表 5.万用电表 6.实验电路板 四.实验内容 实验电路如图 9-1 所示。为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起，同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用 屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。1.调试静态工作点 接通直流电源前，先将 R 调至最大，函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通+12V 电源、调节 FW使 I 尸 2.0mA（即卩 UE=2.0V），用直流电压表测量 UB、UE UC及用万用电表测量 R2值。记入表 91。表 9-1 I

9、 c=2mA 测量值 计算值 UB(V)UE(V)UC(V)恳 2(KQ)UBE(V)UCE(V)I C(mA 2.测量电压放大倍数 在放大器输入端加入频率为 1KHz 的正弦信号 us,调节函数信号发生器的 输出旋钮使放大器输入电压 U 止 10mV 同时用示波器观察放大器输出电压 uo 波形，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 Uh 值，并 用双踪示波器观察 uo和 ui的相位关系，记入表 9 2。表 9 2 I c=2.0mA U i=mV KQ)R(K Q)UO(V)A 观察记录组UO和 u1波形 u u和 2.4 oo 1.2 oo -t-t 2.4 2.4 3.观

10、察静态工作点对电压放大倍数的影响 置 2.4K Q，R=x，U 适量，调节 R,用示波器监视输出电压波形,在 Uo不失真的条件下，测量数组 I C和 UO值，记入表 9-3 测量IC时，要先将信号源输出旋钮旋至零（即使 U 二 0）。4.观察静态工作点对输出波形失真的影响 置 2.4KQ,R=x,uu0,调节 RW使 lc=2.0mA,测出 UCE值，再逐 步加大输入信号，使输出电压 Uo足够大但不失真。然后保持输入信号不变，分别增大和减小 R,使波形出现失真，绘出 uo的波形，并测出失真情况下的 Ic和UCE值，记入表 9 4 中。每次测 Ic和 UCE值时都要将信号源的输出旋钮旋 至零。表 9 4 R c=2.4KQ R L=X U i=mV I c(mA)UCE(V)U0波形 失真情况 管子工作状态 UOJ 1 -t 2.0 卩 n 五.实验注意事项 1.参阅常用电子仪器的使用注意事项。I c(mA)2.0 出 V)A 表 9 3 RC=2.4K Q R L=X u i=mV 2.电子元件管脚较细，测量时务必小心 六.实验报告要求 1.画出实验电路，标明元件参数。2.简要说明电路原理，写出有关计算公式。3.将实验数据和结果列成表格，并与理论值进行比较，分析讨论实验结果