晶体管共射极单管放大器修改实验报告

肇庆学院晶体管共射极单管放大器实验报告一、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2-1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。图2-1共射极单管放大器实验电路在图2－1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5～10倍），静态工作点Q可用下列公式估算：电压放大倍数:输入电阻Ri=RB1//RB2//rbe输出电阻RO≈RC由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，必须测量和调试。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。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＝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），同时算出UBE＝UB－UE，UCE＝UC－UE。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。（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，此时uO的负半周将被削底，如图2－2(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2－2(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。（a）(b)图2－2静态工作点对uO波形失真的影响改变电路参数UCC、RC、RB（RB1、RB2）都会引起静态工作点的变化，如图2－3所示。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RB2，则可使静态工作点提高等。图2－3电路参数对静态工作点的影响工作点“偏高”或“偏低”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**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，则三、实验设备与器件D2X-1型电子学综合实验装置，示波器，导线若干。四、实验内容实验电路如图2－1所示。各电子仪器可按实验一中图1－1所示方式连接，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RW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RW，使IC＝2.0mA（即UE＝2.0V），用直流电压表测量UB、UE、UC及用万用电表测量RB2值。记入表2－1。表2-1测量值计算值UB(V)UE(V)UC(V)RB2(KΩ)UBE(V)UCE(V)IC(mA)2.902.207.2452.52、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Ui≈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UO值，并用双踪示波器观察uO和ui的相位关系，记入表2－2。uo和ui波形如图2-2所示。表2-2IC=2.0mAUi=184.00mV图2-2uo和ui波形如图RC(KΩ)RL(KΩ)UO(V)AV2.40∞2.831.09∞1.342.402.001.313、观察静态工作点对电压放大倍数的影响置RC＝2.4KΩ，RL＝∞，Ui适量，调节RW，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IC和UO值，记入表2－3。表2-3RC=2.4KΩRL=∞Ui=184.0mVIC(mA)1.352.682.02.382.15UO(V)1.281.291.321.301.31AV测量IC时，要先将信号源输出旋钮旋至零（即使Ui＝0）。五、实验数据分析与处理（1）调试静态工作点由表2-1的测量数据得：UBE=UB-UE=2.90-2.20=0.70VUCE=UC-UEO=7.24-2.20=5.04VmARUUICCCCC98.14.224.712由数据分析得出静态工作点时表2-1-1表2-1-1测量值计算值UB(V)UE(V)UC(V)RB2(KΩ)UBE(V)UCE(V)IC(mA)2.902.207.2452.50.705.041.98（2）测量电压放大倍数由表2-2的测量数据得：当UO=2.83V时，00.28301.083.2VVUUAiOV当UO=1.34V时，00.13401.034.1VVUUAiOV当UO=1.31V时，00.13101.031.1VVUUAiOV即可得出测量电压放大倍数表2-2-1表2-2-1RC(KΩ)RL(KΩ)UO(V)AV2.40∞2.83283.001.09∞1.34134.002.402.001.31131.00（3）观察静态工作点对电压放大倍数的影响由表2-3的测量数据得：当UO=1.28V时，96.6184.028.1VVUUAiOV当UO=1.29V时，01.7184.029.1VVUUAiOV当UO=1.32V时，17.7184.032.1VVUUAiOV当UO=1.30V时，07.7184.030.1VVUUAiOV当UO=1.31V时，12.7184.031.1VVUUAiOV即可得出静态工作点对电压放大倍数的影响表2-3-1表2-3-1RC=2.4KΩRL=∞Ui=184.0mVIC(mA)1.352.682.02.382.15UO(V)1.281.291.321.301.31AV6.967.017.177.077.12六、实验结论静态工作点中电流越大，输入电阻越小、电压放大倍数越大、输出电阻不受影响。静态工作点太大容易导致三极管进入饱和，静态工作点太小容易导致三极管截止。Rc越大，电压放大倍数越大、输出电阻越大、输入电阻不受影响。