单级共射放大电路的设计

实验二、单级共射放大电路的设计一、实验目的1.掌握共射放大器电路的设计方法2.掌握如何设置放大电路的静态工作点及其调试方法3.学习放大电路性能指标4.观察基本放大电路参数对放大器的静态工作点、电压放大倍数及最大不失真电压、以及频率响应的测量方法5.进一步熟悉函数发生器、等常用仪器的使用方法6.进一步熟悉晶体管参数的测试7.了解负反馈对放大电路性能的影响二、实验仪器与器件：直流稳压电源、万用电表、双踪示波器、交流毫伏表、直流毫安表、频率计、三极管、电阻器、电容器、电位器若干。三、实验原理：连接电路图如下图，并测量相关数据，了解单级共设放大电路四、实验内容1.静态工作点的调整与测量：将RL开路；在接通电源钱，将Rb2调至最大，并使ui=0.调节Rb2测量相应数据填入下表仿真值测量值计算值UB（V）UE(V)UC(V)Rb2(kΩ)UB（V）UE(V)UC(V)Rb2(kΩ)UBEQ(V)UCEQ(V)ICQ(V)4.2213.5605.583254.2693.5425.72022.4960.7272.2113.143.1012.4567.564403.2772.5537.537.490.7245.0142.251.9761.3519.556722.0401.3339.7463.70.7078.341.132.观察静态工作点对输出波形失真的影响：调节函数信号发生器找到最大不失真输入电压，然后观察uO输出波形，判断失真情况以及管子工作状态填入下表UCE(V)uo波形仿真波形失真情况管子工作状态2.833饱和失真饱和区5.014无失真情况放大区8.34截止失真截止区3.电压放大倍数的测量将频率为1kHz、ui=300mV（参考）的正弦信号作为输入信号，用交流毫伏表测量Ui和Uo有效值，用示波器观察输入输出电压的波形，把测量结果记入下表Ui=248mVRC（kΩ）RL（kΩ）UO（V）Au观察记录一组uo和ui波形仿真图2∞2.628-10.5121∞1.321-5.284221.321-5.2844.观察静态工作点对电压放大倍数的影响将RL开路，RC=2k欧姆，输入适当ui。改变Rb2，将数据填入下表Ui=106.06mVUCE(V)3.234.115.026.086.93UO(V)1.821.791.781.731.69Au-17.17-16.89-16.78-16.32-15.94注意：测量UCE时它是静态参数。5.输入电阻和输出电阻的测量输入端开关打开，用交流毫伏表测量Ui和Us，计算输入电阻Ri=Ui/Ii=Rs*Ui/(Us-Ui)闭合输入端开关，打开和闭合输出端开关，用交流毫伏表测量UL和UO，计算输出电阻RO=（UO/UL-1）*RLUiUsRiULUORO28mV37mV3.11kΩ304mV609mV2kΩ6.最大不是真输出电压Vopp的测量同时调节输入信号的幅度和电位器Rb2，用示波器和交流毫伏表测量填表UCE(V)UI(mV)UO(V)Vopp6.892381.985.367.幅频特性的测量采用主点法进行测量，填表。f(kHz)11010020030040050010002000uo(mV)3062982732442151781629533.5ui34.433.833.533.233.833.533.934.621.8Au-8.9-8.82-8.15-7.35-6.34-5.31-4.78-2.75-1.54由表知0.707Aum=-6.293所以上限截止频率应接近于表中第五组数据，上限截止频率约为300kHz五、设计题UO=Rs//Rc*(1+β)IiUi=[（1+B）*Re+Rb]Ii当Re=0时Au=Uo/Ui≈β放大倍数可大于等于80。设计上图，将Rc增大改变工作点，Rb减小增大基极电流防止失真。六、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VCE怎样变化？当电阻增大时，管压降增大，电阻减小时，管压降减小2.分别增大或减小Rb2、Rc、RL、Re及电源电压Vcc，对放大器的静态工作点Q及性能指标有何影响？为什么？增大Rb2使Q点过高，出现截止失真；减小Rb2使Q点过低，出现饱和失真；因为过高导致基极电压过高，导致发射极电压过高，容易失真。增大Rc使Q点过高出现截止失真，减小Rc使Q点过低，出现饱和失真；因为Ib一定时Ic一定，当Rc减小时，UCEQ增大；减小时相反。RL和RC在静态电路中相当于开路；在动态电路中是并联关系，情况和Rc一样。增大或减小Re使Q点过高或过低，出现截止失真或饱和失真，因为UEQ由Ub决定，Re增大导致Ie减小，UCEQ增大；减小时相反。增大或减小Vcc会增大或减小最大不失真电压，因为减小使Ui相对电路来说变化更大，而电路静态工作点更低，更容易失真；增大时相反。3.调整静态工作点时，Rb2要用一固定电阻与电位器相串联，而不能直接用电位器，为什么？以免电位器调节至0Ω。4.在测量放大倍数时，为什么使用毫伏表、而不是万用表？怎样测量Rb2阻值？交流毫伏表可以测量更大带宽的交流信号，而万用表是为公频设计的。将Rb2从电路中取出测量，不可直接在电路中测量。5.测量输入电阻时，选取的串入电阻过大或过小，会出现测量误差，试分析误差原因。电阻过大会使电流过小，影响电路特性，电阻过小会使分压过小，从而设备测量时出现误差。七、心得体会仿真的数据必须是有意义的数据，比如仿真时应先将不是真的情况测量完毕再开始仿真失真的情况，而不是只仿真一种情况；另外，出现问题首先要冷静，然后思考问题出现在哪里，然后解决它。