实验三晶体管共射极单管放大器

实验三晶体管共射极单管放大器

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Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro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仪的使用方法

二、实验原理晶体管单级放大电路有三种基本接法，即共射电路、共集电路、共基电路三种基本接法的特点分别为

1.共射电路既能放大电流又能放大电压，输入电阻在三种电路中居中，输出电阻大，频带较窄；常做为低频电压放大电路的单元电路

2.共集电路只能放大电流不能放大电压，是三种接法中输入电阻最大、输出电阻最小的电路，具有电压跟随的特点常用于电压放大电路的输入级和输出级，在功率放大电路中也常采用射极输出的形式

3.共基电路只能放大电压不能放大电流，输入电阻小，电压放大倍数和输出电阻与共射电路相当，但频率特性是三种接法中最好的电路，常用于宽频带放大器放大电路的主要性能指标有放大倍数、输入电阻、输出电阻、通频带等而保证基本放大电路处于线性工作状态（不产生非线性失真）的必要条件是设置合适的静态工作点Q,Q点不但影响电路输出是否失真，而且直接影响放大器的动态参数本实验所采用的放大电路为电阻分压式工作点稳定的单管放大电路（图3-1）它的偏置电路采用和RB2组成分压电路，因此基极电位几乎仅决定于与RB2对Vcc的分R URBI BBI压，而与环境温度的变化无关；同时三极管的发射极中接有电阻它将输出电流的变R，IE C化引回到输入回路来影响输入量以达到稳定静态工作点的目的当放大器的输入端加U，BE入输入信号Ui后，在放大器的输出端便可以得到一个与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3-1电路的静态工作点可用下式估算R R1U B-；VR RCCKB1+KB2I REJB-UBE EU=V~（R+R）CE CCC E而电压放大倍数、输入电阻、输出电阻分别为cRc〃R1AAv=-p———-rbeR i二R Bl〃R B2〃rbeRo*Rc注意:测量放大器的静态工作点时，应在输入信号3=0的条件下进行单管放大电路的频率响应是描述放大电路对不同频率信号的适应能力耦合电容和旁路电容使放大器的低频段的放大倍数数值下降，且产生超前相移；晶体管的极间电容使放大器的高频段的放大倍数数值下降，并产生滞后相移放大器的幅频特性是指放大器的增益与输入信号频率之间的关系曲线单管阻容耦合放大电路幅频特性如图3-2所示，为中AVM频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频电压放大倍数的1/0时，即

0.707所对应的频率分别为下限频率尢和上限频率储，则通频带为f w=f-fLoAVMB H测量放大器的动态指标时，应在输出电压uo不失真的条件下进行

三、实验仪器与设备LDS1052E型数字示波器

2.DG1022型双通道函数/任意波形发生器

3.YB2173F智能数字交流毫伏表

4.DT9205型数字万用表

5.EL-ELA-W型模拟电路实验仪、实验内容及步骤实验电路如图3T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接在一起，同时函数信号发生器、示波器和交流毫伏表的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，使用屏蔽线时，其外包金属网应接在公共地线上VccHvl八RwRc500kQ

2.4kQRB2Avm20kQ□

0.707AvmG gRslOPtflOkQ__K10HABI20kQCEF10^f/H----o7+12V图3-1分压式单管放大电路图3-2幅频特性曲线

1.测量静态工作点在模拟电路实验仪上找到单管放大器的实验电路，使3=0,接通+12V电源，调节Rw使Ic=

2.0mA（即用数字万用表的直流电压档测量、、然后，关断实验仪的电U=2V）,U U UE BE C./BW源开关，将电路中接通Rw的开关置于“OFF”，即断开与电路其他部分的连R2B线，用万用表的电阻档测量之值，将以上测量值记入表3-1R2B其中计算值=U-UU=U-UUI^I=^BE BE EC ECC ERE表静态工作点测量记录3T测量值计算值Ic mA U BV UE V Uc VR B2kQU BEVUCE V

2.测量电压放大倍数Av保持Ic=

2.0mA,用函数信号发生器，在放大器的us端输入URMs=100mV（如输出波形出现失真，可适当减小此值，直至失真消失为止）、f=10kHz的正弦信号，同时用示波器观察记录us和uo的波形，在输出波形不失真的条件下，用交流毫伏表测量不同Rc和时的RLU、uo值，计算放大倍数Av，并记录口、uo的相位关系将以上测量值记入表3-2表电压放大倍数测量记录3-2记录波形Ui mVuo VAvRc kQR LkQjU\k

2.4oo0-------------------------------------------------►t

2.4//

2.4oo〃/卜0-------------------------------------------------►t

2.

42.

43.测量输入电阻Ri和输出电阻Ro使Rc=

2.4kQ,ic=

2.0mA,在Us端输入f=10kHz的正弦信号，在输出波形不失真R=8,L的条件下，用交流毫伏表测量输入电压us、Ui和输出电压uo保持输出电压uo数值不变，接入负载电阻RL=

2.4kC,测量此时带负载的输出电压记，UL入表3-3中根据以上测量值计算输入电阻Ri和输出电阻Ro,与理论值比较其中,R、R根据下式计算uoRo=--1RLUL表3-3输入电阻R和输出电阻R测・记录us mVUi mVRi kQUL Vuo VRo kQ测量值理论值测量值理论值

4.测量最大不失真输出电压UOPP使Rc=

2.4kQ,RL=

2.4kQ,在放大器的us端输入频率为f=10kHz的正弦信号，用示波器观察uo的波形，调节输入信号的幅度，并同时调节电位器Rw（改变静态工作点），当输出波形同时出现削底和削顶现象时（如图3-3所示），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us的大小，在输出波形幅度最大，且无明显失真时，用交流毫伏表测量此时的uo，即为最大不失真输出电压uomax,则动态范围为u pp=2V2uo;O再用示波器直接测量（峰-峰值）同时，测量集电极电流IC、UOPP输入允许最大电压Bm，将以上测量结果记入表3-4中图静态工作点正常,输3-3表最大不失真输出电压测置记录入信号过大引起的失真3-4Ic mAmV VVUim UOmaxUOPP

5.观察静态工作点对输出波形失真的影响使Rc=

2.4kQ,Ic=

2.0mA,在放大器的us端输入频率为f=10kHz的正弦信号，观R=8,L察输出端U0的波形，然后逐步加大US的幅度，使输出电压UO足够大但不失真保持输入信号US不变，分别增大和减小Rw之值（可根据电流Ic的大小判断），使输出波形出现明显失真，描绘两种失真波形，记录相应的Ic（Ic和值，将测试结果记入表I=U/R）UE EE CE3-5中

6.测量幅频特性曲线使Rc=

2.4kQ,ic=

2.0mA,在放大器的us端输入f=10kHz的正弦信号，观察输出R=8,L波形不失真，用交流毫伏表测量并记录相应的输出电压uo；改变输入信号的频率，记录不同频率时所对应的输出电压，分别找出尢、后，将结果记录于表3-6中，然后根据所测数据绘出幅频特性曲线注意为了保证曲线的准确性，在口、揖附近测量点应密集一些

五、预习报告要求回答思考题

1.根据电路图3T所给参数，计算放大器的静态工作点各值，及输入电阻Ri、输出电表静态工作点对输出波形失真的影响测量记录3-5三极管工作Rw IcmAUCE V输出波形uo状态卜增大Rw0-------------------------------------------------►t%，减小Rw-------------------------------------------------►t0表幅频特性曲线测量记录3-6f kHzfi kHzf kHzf kHzf kHzf kHzL234Hfuo V阻Ro、电压放大倍数Av（其中三极管的电流放大系数=100,U=

0.7V）BE O

2.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，晶体管的管压降将UCE怎样变化？

3.改变静态工作点对放大器的输入电阻Ri有无影响？改变外接电阻对输出电阻RoRL有无影响？

六、实验报告要求

1.列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻之值与理论计算值比较（取一组数据进行比较），分析产生误差的原因

2.总结Rc、及静态工作点对放大器的电压放大倍数Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro的RL影响

3.说明实验电路图3T中，和的作用R CEE。