40.三极管共射极放大电路新

40、三极管共射极放大电路一、实验目的1.学习基本放大器的参数选取方法、安装与调试技术；2.掌握放大器静态工作点的测量与调整方法，了解在不同偏置条件下静态工作点对放大器性能的影响；3.学习放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及频率特性等指标的测试方法；4.了解静态工作点与输出波形失真的关系，掌握最大不失真输出电压的测量方法；5.进一步熟悉示波器、函数信号发生器、交流毫伏表的使用。在电路中静态工作点为：动态参数：电压放大倍数其中：212BBCCBBRUURREEEBEBERURUUI)(ECCCCCERRIUUk3.3//50RRRRUUACbeLCiU)mA()mv(26)1(300EbeIr二、相关知识二、相关知识要使放大器不失真地放大，工作点必须选择合适。初选静态工作点时，可以选取直流负载线的中点，即UCE＝1/2×UC或IC＝1/2×ICS。(ICS为集电极饱和电流，ICS≈UC/RC)。这样便可获得较大输出动态范围。当放大器输出端接有负载RL时，因交流负载线比直流负载线要陡，所以放大器动态范围要变小，如图1所示。当发射极接有电阻时，也会使信号动态范围变小。要得到最佳静态工作点，还要通过调试来确定，一般用调节偏置电阻RP的方法来调整静态工作点。二、相关知识图1放大器最佳静态工作点二、相关知识（工作电源）0V+Vc(+12V)二、相关知识（测量线）同轴连接器信号参考屏蔽线信号输入二、相关知识（电路原理图）-+-+-+二、相关知识（晶体管管脚图）示波器稳压电源毫伏表函数发生器屏蔽线普通线屏蔽线屏蔽线Ui输入Uo输出P218图9.3实验电路与各测试仪器连接四、实验内容1.静态工作点的调整和测量2.电压放大倍数的测量3.输入电阻和输出电阻的测量4.观察静态工作点对输出波形的影响5.放大电路上限频率fH、下限频率fL的测量1.静态工作点的调整和测量1、开启直流稳压电源，将直流稳压电源的输出调整到12V，并用万用表检测输出电压，确认后，关闭直流稳压电源。2、将放大器电路板的工作电源端与12V直流稳压电源接通。然后，开启直流稳压电源。此时，放大器处于工作状态。1.静态工作点的调整和测量4.调节电位器RP，使电路满足设计要求（ICQ＝1.5mA）。为方便起见，测量ICQ时，一般采用测量电阻Rc两端的压降URc，然后根据ICQ=URc／Rc计算出ICQ。5.测量晶体管共射极放大电路的静态工作点，并将测量值与理论估算值记录在下表中。①如果测出UCEQ＜0.5V，则说明三极管已经饱和；如果UCEQ≈+UC则说明三极管已经截止。②晶体管若VBEQ2V，估计该晶体管已被击穿。测量值理论估算值UBQ(V)UBEQ(V)UCEQ(V)ICQ(mA)UBQ(V)UBEQ(V)UCEQ(V)ICQ(mA)2.电压放大倍数的测量1.保持放大器的静态工作点不变，调节函数信号发生器，使其输出频率f＝1kHz、幅度为10mV的正弦波，并将它加到放大电路的输入端，作为信号源电压Us。不接输出负载电阻，即：RL＝∞(开路)。放大电路的输出端接示波器，观察示波器所显示的输出电压Uo，当波形无失真现象时，用交流毫伏表分别测出Us、Ui、U’o（RL＝∞）的大小，将其值记录在下表中。然后根据公式算出电压放大倍数Au。2.增大输入信号幅度，用示波器监视输出波形、交流毫伏表测出最大不失真输出电压Uomax，并记录在下表中。2.电压放大倍数的测量3.放大电路输出端接入负载电阻RL=3KΩ，保持函数信号发生器输出频率f＝1kHz、幅度为10mV的正弦波不变，测出此时的输出电压Uo（RL=3KΩ），将其值记录在下表中。然后根据公式计算电压放大倍数Au，并分析负载对放大电路电压放大倍数的影响。4.增大输入信号幅度，用示波器监视输出波形、交流毫伏表测出最大不失真输出电压Uomax，并记录在下表中。2.电压放大倍数的测量5.用示波器双踪观察Uo和Ui的波形，测出它们的大小和相位。并将波形画在同一坐标纸上。测试条件实测值（有效值）理论值Us（mV）Ui（mV）U’o、Uo（V）Uomax（V）AuAuRL=∞RL=3KΩ表：在做最后一个实验之前，应一直保持静态工作点不变。如果不小心调了电位器RW1，则应重新进行静态调试，然后再继续完成各个实验。3.输入电阻和输出电阻的测量输入电阻测量原理方框图（放大电路的工作电源未表示）由于R两端没有电路的公共接地点，若用交流毫伏表直接测R上的压降，则会引入干扰，造成测量误差。3.输入电阻和输出电阻的测量输入电阻放大电路的输入电阻Ri可用电流电压法测量求得，调试电路如图所示。图中R为已知外接电阻，用交流毫伏表分别测出Us和Ui，然后根据下式可求得放大电路的输入电阻Ri，即图放大电路输入电阻的测量被测放大器3.输入电阻和输出电阻的测量图放大电路输出电阻的测量输出电阻放大电路的输出电阻Ro可通过测量放大电路输出端开路时的输出电压U’o，带上负载RL后的输出电压Uo，经计算求得，测试电路如图所示。由图可知由此可求得输出电阻为4.观察静态工作点对输出波形的影响在ICQ＝1.5mA，RL=∞情况下，将频率为1KHz的正弦信号加在放大器的输入端，增大输入信号幅度，监视输出电压Uo仍保持不失真的正弦波。a)将电位器RP的阻值调为最大，此时静态电流ICQ下降，用示波器观察输出波形是否出现失真、记录此时的波形，并测出相应的集电极静态电流。若失真不够明显，可适当增大Us。b)将电位器RP的阻值调为最小，此时静态电流ICQ增大，观察输出波形失真的变化，记录此时的波形，并测出相应的集电极静态电流。根据上述两种情况下所观察到的波形，说明集电极偏置电流的大小对放大电路输出动态范围的影响。静态工作点对输出电压波形的影响:ICQ↑，vo出现饱和失真，形状为“削顶”失真。ICQ↓，vo出现截止失真，形状为“缩顶”失真。ICQ正常，当加大输入信号时，vo同时出现饱和与截止失真。5.观察静态工作点对输出波形的影响5.放大电路上限频率fH、下限频率fL的测量放大电路的通频带通常当电压增益下降到中频增益0.707倍时(按功率分贝数即下降3dB)所对应的上下限频率用fH和fL表示，如图所示，则fH与fL之间的范围就称为放大电路的通频带宽度BW。即BW=fH-fL频率特性曲线图5.放大电路上限频率fH、下限频率fL的测量测量方法在ICQ＝1.5mA，RL=∞情况下，将频率为1KHz的正弦信号加在放大器的输入端，增大输入信号幅度，监视输出电压Uo仍保持不失真的正弦波。用交流毫伏表测出此时输出电压值Uo；保持信号源输出信号幅度不变，改变信号源输出频率（增加或减小），当交流毫伏表测数的输出电压值达到Uo×0.707值时，停止信号源频率的改变，此时信号源所对应的输出频率即为上限频率fH或下限频率fL。五、思考题1.在测试放大器的各项参数时，为什么要用示波器监视输出波形不失真？2.在测试Au、Ri和Ro时，怎样选择输入信号Ui的大小和频率？3.测试中，如果将信号源、毫伏表、示波器中的任一仪器的二个测试端上接线换位（即各仪器的接地端不再连在一起）。此时示波器上的波形将发生什么变化？五、思考题4.用示波器同时观察放大电路输入、输出波形的相位关系时，示波器上有关按钮应置什么位置？5.当静态工作电流ICQ通过测量VE或VC来间接地得到时，分析万用表内阻对测量误差的影响。6.试分析电路中的Re、Ce起什么作用？7.如何判断放大器的截止和饱和失真？当出现这些失真时应如何调整静态工作点？六、实验报告要求1.实验目的、实验器材、实验电路及主要内容；2.画出测试放大电路的Au、Vomax、Ri和Ro时，有关仪器的接线图。3.整理实验数据（列表或作图表示），并与理论计算值相比较。4.分析静态工作点、电压放大倍数的实测值与理论值有何差异?为什么?5.计算放大电路的输入电阻、输出电阻，分析实测值与理论值有何差异?为什么?6.分析输出电压波形与输入电压波形的相位关系、静态工作点对输出波形的影响，画出失真的波形；7.记录最大不失真输出电压幅度。