实验三-晶体管单极共射放大电路

实验三晶体管单极共射放大电路实验目的:1、学习单极共射放大电路的设计方法2、通过实验掌握共射单极放大电路的静态工作点的调试和测试方法3、学习放大电路性能指标的测试方法：电压增益Av，输入电阻Ri，输出电阻Ro，最大不失真输出电压以及频率特性4、进一步熟悉示波器，万用表以及模拟电路实验箱的使用实验仪器：RTMD-2模拟电路实验箱双踪数字示波器数字万用表带着问题作实验：1、三极管在电路中一般具有什么功能？2、三极管的工作条件是什么？3、放大电路实现什么功能？4、放大电路有哪些性能指标，各代表什么意义？实验原理：1、三极管在模拟电电路中具有放大作用，即将微弱信号进行放大，以驱动负载工作2、三极管的工作条件是：a、极电结反偏b、发射结正偏。（为什么？）NPN3DG6PNP2N39063、放大电路设计时的原则：a、使信号放大满足实际需求即可，过大则会造成功耗大b、输出信号不失真放大电路设计方法：NPN3DG6VCCVBBVoutVinNPN3DG6VCCVBBVoutVinRbRcNPN3DG6VCCVoutVinRbRc1KHz函数发生器问题：1、Rb的作用：为三极管提供偏置工作电流。Rb过大，则基极电流过小，导致发射结不能导通，出现截至（对应后面的输出信号截至失真），若过小，致使基极电流过大，影响三极管的电流分配关系。（为什么，从三极管工作原理考虑）对于选定三极管，其电流分配关系β一定，是由器件材料及结构决定，属于器件的属性。β一般在几十~几百量级。考虑到二极管特性测试实验时，正常工作时经过二极管的电流为数mA量级，即三极管集电极和发射极电流为mA量级，则根据Ic=β*Ib，所以，基极电流控制在微安量级。所以，Rb的选值大小应在数十千~百千欧姆量级。2、Rc的作用：将电流转换为电压输出，即输出为Vo=Vcc-VRc,所以，输出波形与输入波形反相。对于Rc的阻值选择：过大，分担电压过大，则不能保证集电极反偏，过小，则减小电压增益。考虑到电源电压为V量级，集电极电流为mA量级，则Rc一般选择千欧姆量级。一旦选择好电源电压及各阻值参数，电路即固定，此时工作时未加入输入信号Vi，电路的工作状态就称为静态工作点，包括一下参数：Vb，Vc，Ib，Ic。问题：但此时的工作点是否合适？若不合适会造成什么结果？造成输出波形失真：截至失真和饱和失真需要调节静态工作点。如下电路图：NPN3DG6VCCVoutVinRbRc1KHz函数发生器Rw数字示波器电路改进：电路工作时，器件温度升高，致使三极管电流分配关系改变，即β改变，因此会改变电路工作点，造成电路不稳定，因此需要进行改进，使电路能够自动调整措施：利用负反馈，使工作点稳定。电路图为：实验内容：１、静态工作点调试－使输出波形达到最大不失真，即使工作点在动态负载线的中点ａ、连接电路，输入为1KHz的正弦波，函数发生器的输出幅值由最小逐渐增大，并调节Rw，使输出达到最大不失真状态，并记录中间过程中输入和输出的有效值，观测静态工作点对电压放大的倍数的影响。ｂ、关闭函数发生器，记录此时电路的工作状态，完成下表，即为电路的静态工作点。UE(V)UB(V)UC(V)IE（mA）２、动态指标：（１）电压放大倍数Av的测量在直流工作点调节中，当达到输出波形不失真时，测量输入和输出信号的有效值，并计算电压放大倍数，AV=Uo/Ui,填入下表:Ui（V）Uo（V）AVNPN3DG6VoutVin20KRb12.7KRc1KHz函数发生器Rw100K20KRb21KRe22uFCc22uFCb47uFCe+12V通道２通道１ＵiＵo(２)输入电阻：在信号输入端接入采样电阻Rs。输入信号频率为1kHz，分别测量A，B点的对地电位分别为Ｕs和Ｕi，则输入电阻：Ri=（Ui/（Us-Ui））*Rs所以只要测量A，B两点的对地电位即可测出输入电阻：(3)、输出电阻的测量接上负载RL＝1K，在B点加f＝1KHz正弦信号Ui，用示波器监视输出波形。测空载输出电压Uo，有负载时输出电压UL，填入下表。输出电阻计算公式为：Ro=（Uo/UL-1）*RLUo（V）UL（V）Ro(KΩ)NPN3DG6VoutVin20KRb12.7KRc1KHz函数发生器Rw100K20KRb21KRe22uFCc22uFCb47uFCe+12V1KRsABNPN3DG6VoutVin20KRb12.7KRc1KHz函数发生器Rw100K20KRb21KRe22uFCc22uFCb47uFCe+12V1KRs1KRL(4)测量最大不失真输出电压Vopp：调节输入和Rw,使输出达到最大不失真时，输出信号的峰峰值即为最大不失真输出电压。测量并记录结果。(5)测试频率响应特性保持输入信号Ui幅度不变，改变信号源频率，用示波器监视输出波形，测量不同频率下的输出电压Uo值，记入表。f(KHz)Uo(V)预习复习三极管的工作原理复习共射极放大电路的特点及性能参数了解特点及实验目的，带着问题，抱着验证和探索的态度开展实验。