湖南大學(xué)電子線(xiàn)路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)二1、 實(shí)驗(yàn)要求(1)建立單管共發(fā)射極放大電路。(2)分析共發(fā)射極放大電路放大性能。(3)分析共發(fā)射極放大電路頻率特性。(4)分析共發(fā)射極放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)。2、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一：用Ni Multisim軟件驗(yàn)證習(xí)題2.14，2.15，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二：(1)建立單管共發(fā)射極放大電路實(shí)驗(yàn)電路，如圖1-1所示。NPN型晶體管(QNL電流放大系數(shù)為80，基極體電阻為100，發(fā)射結(jié)電容為3pF，集電結(jié)電容為2pF。用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生頻率為lkHz、幅值為5mV的正弦交流小信號(hào)作為輸入信號(hào)。示波器分別接到輸入波形和輸出端觀(guān)察波形。(2)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān)，雙擊示波器，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)后，用

2、示波器觀(guān)察輸入波形和輸出波形。注意輸出波形與輸入波形的相位關(guān)系。并測(cè)量輸入波形和輸出波形的幅值，計(jì)算放大電路的電壓放大倍數(shù)。(3)建立共發(fā)射極放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量電路。如圖1-2所示。利用直流電壓表和電流表測(cè)量集電極電壓、電流以及基極電流。判斷晶體管是否工作在放大區(qū)。(4)如果將基極電阻由580k改變?yōu)?00k，再測(cè)量各項(xiàng)電壓、電流，判斷晶體管是否工作在放大區(qū)。然后將圖11中基極電阻Rb由580k改變?yōu)?00k，再用示波器觀(guān)察放大電路的輸入波形和輸出波形，觀(guān)察輸出波形發(fā)生什么樣的變化，屬于什么類(lèi)型的失真。3、 實(shí)驗(yàn)電路原理圖4、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析2-14 電路圖一：要求集電極電壓V0=（57）

3、V，通過(guò)計(jì)算可知，R1的電阻值在（2.53.5）千歐，R2的電阻值為5.65千歐。設(shè)置R1的電阻值為2.5千歐，R2的電阻值為5.65千歐，測(cè)出的VO為7V。電路圖二：將器件改為PNP管，要求電壓數(shù)值不變，保證集電極電壓|VO|、電流IC不變，通過(guò)計(jì)算可知，R1的電阻值為5.65千歐，R2的電阻值在（2.53.5）千歐。設(shè)置R1的電阻為5.65千歐，R2電阻值為3.5千歐，測(cè)出的VO為-5.054V。2-15 電路圖一：通過(guò)計(jì)算可知，VCE為3.35V，實(shí)際VCE為3.366。電路中存在誤差。電路圖二：由圖知，Ic電流為0.022安，所以三極管是導(dǎo)通的。又由Vce=-3.7760，所以三極管處

4、于放大區(qū)。Vbe=0.552V,Ib=0.029毫安，所以三極管導(dǎo)通，Vce=7.0100,所以三極管處于放大區(qū)。當(dāng)R1=400千歐時(shí)，由于靜態(tài)工作點(diǎn)的向上偏移，出現(xiàn)飽和失真。實(shí)驗(yàn)三1、 實(shí)驗(yàn)要求(1)分析工作點(diǎn)穩(wěn)定的共發(fā)射極放大電路性能。(2)分析共集電極放大電路性能。(3)分析共基極放大電路性能。2、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）建立工作點(diǎn)穩(wěn)定的共發(fā)射極放大電路實(shí)驗(yàn)電路如圖2-1所示。NPN型晶體管取理想模式，電流放大系數(shù)設(shè)置為50，用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生頻率為lkHz、幅值為10mV的正弦信號(hào)，輸入端電流表設(shè)置為交流模式，電路中用I鍵控制的開(kāi)關(guān)選擇電路輸出端是否加負(fù)載。用空格鍵控制的開(kāi)關(guān)選擇發(fā)射極支路是否加

5、旁路電容。(2)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān)，用示波器觀(guān)察電路的輸入波形和輸出波形。單擊示波器上Expand按鈕放大屏幕，測(cè)量輸出波形幅值，計(jì)算電壓放大倍數(shù)。根據(jù)輸入端電流表的讀數(shù)計(jì)算輸入電阻。(3)利用L鍵撥動(dòng)負(fù)載電阻處并關(guān)，將負(fù)載電阻開(kāi)路，適當(dāng)調(diào)整示波器A通道參數(shù)，再測(cè)量輸出波形幅值，然后用下列公式計(jì)算輸出電阻Ro。其中Vo是負(fù)載電阻開(kāi)路時(shí)的輸出電壓。(4)連接上負(fù)載電阻，再利用空格鍵撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，使發(fā)射極旁路電容斷開(kāi)，適當(dāng)調(diào)整示波器A通道參數(shù)，再測(cè)量、計(jì)算電壓放大倍數(shù)。并說(shuō)明旁路電容的作用。(5)建立共集電極放大電路如圖2-2所示。NPN型晶體管取理想模式，電流放大系數(shù)設(shè)置為50，用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生頻率為lk

6、Hz、幅值為10mV的正弦信號(hào)，輸入端電流表設(shè)置為交流模式。(6)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān)，用示波器觀(guān)察電路的輸入波形和輸出波形。單擊示波器上Expand按鈕放大屏幕，測(cè)量輸出波形幅值，計(jì)算電壓放大倍數(shù)。根據(jù)輸入端電流表的讀數(shù)計(jì)算輸入電阻。仿照步驟3求電路輸出電阻。建立共基極放大電路，如圖2-3所示。NPN型晶體管取理想模式，電流放大系數(shù)設(shè)置為50。用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生頻率為lkHz、幅值為10mV的正弦信號(hào)，輸入端電流表。(9)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān)，用示波器觀(guān)察電路的輸入波形和輸出波形。單擊示波器上Expand按鈕放大屏幕，測(cè)量輸出波形幅值，計(jì)算電壓放大倍數(shù)。根據(jù)輸入端電流表的讀數(shù)計(jì)算輸入電阻。(10)仿照步驟3求

7、電路輸出電阻。3、 實(shí)驗(yàn)電路原理圖圖2-1工作點(diǎn)穩(wěn)定的共發(fā)射極放大電路圖2-2 共集電極放大電路圖2-3共基極放大電路4、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析當(dāng)輸入信號(hào)頻率過(guò)低，低于下限角頻率，直接耦合電容起到分壓作用，不能忽略。當(dāng)輸入信號(hào)頻率過(guò)高時(shí)，高于上限角頻率，結(jié)電容電容起到分流作用，不能忽略。所以，輸入信號(hào)的頻率設(shè)置在中頻段。設(shè)置根據(jù)輸入輸出信號(hào)波特圖分析，中頻范圍在113HZ9.6MHZ之間。所以設(shè)置信號(hào)發(fā)生器的頻率在10HZ。當(dāng)旁路電容和負(fù)載的開(kāi)關(guān)都閉合的時(shí)候，放大倍數(shù)將近25.。旁路電路閉合，負(fù)載斷開(kāi)時(shí)的時(shí)候，放大倍數(shù)為40。根據(jù)公式其中，Voc是負(fù)載連接時(shí)的輸出電壓，Vo是負(fù)載斷開(kāi)時(shí)的輸出電壓。R

8、l是負(fù)載電阻Ro=500*2*10k/200*4-10k=2.5k輸出電阻為2.5k。旁路電容斷開(kāi)，負(fù)載閉合時(shí)的時(shí)候，放大倍數(shù)為2.5。旁路電容的作用：1、 當(dāng)不連接旁路電容時(shí)，放大倍數(shù)為25。當(dāng)連接旁路電容時(shí)，放大倍數(shù)為2.5。旁路電容具有降低電路放大倍數(shù)的作用。當(dāng)不連接旁路電容時(shí)，電流表的讀數(shù)一直在波動(dòng)。當(dāng)連接旁路電容時(shí)，電流表的讀數(shù)相對(duì)穩(wěn)定。旁路電容具有穩(wěn)定直流靜態(tài)工作點(diǎn)的作用。旁路電容、負(fù)載都斷開(kāi)的時(shí)候，放大倍數(shù)為5.。當(dāng)負(fù)載閉合時(shí)，放大倍數(shù)為50。輸入電阻Ri=Vi/I=10/0.197=50分析：當(dāng)負(fù)載閉合時(shí)，放大倍數(shù)為50。根據(jù)公式其中，Voc是負(fù)載連接時(shí)的輸出電壓，Vo是負(fù)載斷

9、開(kāi)時(shí)的輸出電壓。Rl是負(fù)載電阻Ro=21*10k/18-10k=17k5、 實(shí)驗(yàn)結(jié)論共發(fā)放大器的輸入電阻為17.9K，輸出電阻為2.5K。共集放大器的輸入電阻為133K，輸出電阻為104。共基放大器的輸入電阻為50，輸出電阻為17K。共集放大器更接近于一個(gè)理想的電壓放大器，而共集放大器更接近于一個(gè)理想的電流放大器。實(shí)驗(yàn)四1、 實(shí)驗(yàn)要求(1)建立場(chǎng)效應(yīng)管放大電路。(2)分析場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的性能2、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)建立結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管共源放大電路。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管取理想模式。用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生頻率為lkHz、幅值為10mV的正弦信號(hào)。(2)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān)，用示波器觀(guān)察場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的輸入波形和輸出波形。測(cè)

10、量輸出波形的幅值，計(jì)算電壓放大倍數(shù)。(3)建立如圖3-3所示的場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的直流通路。打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān)，利用電壓表和電流表測(cè)量電路靜態(tài)參數(shù)。(柵源電壓，漏源電壓，漏極電流)3、 實(shí)驗(yàn)電路原理圖圖3-2 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管共源放大電路圖3-3場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的直流通路4、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的直流通路共源放大電路的電壓放大倍數(shù)為10。輸出波形的幅值為100mv。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，場(chǎng)效應(yīng)管的漏源電壓為15.076V，柵源電壓為0.411V，漏極電流為0.05mA。電壓表和電流表測(cè)到的柵源電壓，漏源電壓，漏極電流。5、 實(shí)驗(yàn)結(jié)論場(chǎng)效應(yīng)管區(qū)別于晶體管主要有兩點(diǎn)：場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電阻很大，晶體管的輸

11、入電阻較?。粓?chǎng)效應(yīng)管是單極型器件，晶體管是雙極型器件。單極型器件是指只有一種載流子參與運(yùn)動(dòng)，雙極型器件是兩種載流子參與運(yùn)動(dòng)。場(chǎng)效應(yīng)管只有自由電子參與導(dǎo)電，而晶體管的自由電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電。實(shí)驗(yàn)五1、 實(shí)驗(yàn)要求(1)建立差動(dòng)放大電路。(2)分析差動(dòng)放大電路性能。2、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)建立單端輸入、單端輸出長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路。T1、T2均為NPN晶體管，采用理想模式，電流放大系數(shù)設(shè)為50。用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生頻率為lkHz、幅值為10mY的正弦信號(hào)。示波器通道A輸入設(shè)為500mVDiv，通道B輸入設(shè)為10mVDiv。(2)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān)，用示波器觀(guān)察長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路的輸入波形和輸出波形。測(cè)量輸

12、出波形幅值，計(jì)算差模電壓放大倍數(shù)。(3)按空格鍵撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，使差動(dòng)放大電路兩個(gè)輸入端同時(shí)輸入同樣的信號(hào)，即共模信號(hào)。示波器通道A輸入改設(shè)為10mVDiv，再用示波器觀(guān)察長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路的輸入波形和輸出波形。測(cè)量輸出波形幅值，計(jì)算共模電壓放大倍數(shù)。(4)計(jì)算共模抑制比。3、 實(shí)驗(yàn)電路原理圖圖5-1 單端輸入、單端輸出長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路4、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析輸出波形幅值為1.435V。差模電壓放大倍數(shù)為100。輸出波形幅值很小，接近于0V。差模電壓放大倍數(shù)幾乎為0。5、 實(shí)驗(yàn)結(jié)論差分放大電路具有放大差模信號(hào)、抑制共模信號(hào)的作用。差分放大電路對(duì)差模信號(hào)具有抑制零點(diǎn)漂移的作用。一方面，電路結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，

13、另一方面，接在發(fā)射結(jié)的Re電阻起到的負(fù)反饋?zhàn)饔谩?shí)驗(yàn)六1、 實(shí)驗(yàn)要求(1)建立負(fù)反饋放大電路。(2)分析負(fù)反饋放大電路的性能。2、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)建立電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路。晶體管為QNL，用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生頻率為lkHz、幅值為5mV的正弦交流小信號(hào)作為輸入信號(hào)。示波器分別接到輸入端和輸出端觀(guān)察波形。(2)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān)，雙擊示波器，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)后，觀(guān)察輸入波形和輸出波形。測(cè)量輸入波形和輸出波形的幅值，計(jì)算電路閉環(huán)電壓放大倍數(shù)并與理論計(jì)算值相比較。(3)對(duì)于電路反饋電阻Rf進(jìn)行參數(shù)掃描分析，以觀(guān)察反饋電阻變化對(duì)閉環(huán)增益及通頻帶的影響。具體步驟是：選擇AnalysisParameterSweep命

14、令，彈出ParameterSweep對(duì)話(huà)框，選取掃描元件為Rf、掃描起始值為5k，掃描終止值為20k、掃描型態(tài)為L(zhǎng)inear、步進(jìn)值為5k、輸出節(jié)點(diǎn)為3，再選擇暫態(tài)分析或AC頻率分析，然后單擊Simulate按鈕進(jìn)行分析。3、 實(shí)驗(yàn)電路原理圖4、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析輸入波形的幅值為4.998mV。輸出波形的幅值為437.899mV。閉環(huán)放大倍數(shù)為70?？梢?jiàn)，反饋電阻越小，增益越小。換成實(shí)際器件后：5、 實(shí)驗(yàn)結(jié)論負(fù)反饋雖然使放大電路的增益下降，但是能改善放大電路的性能，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，有效提高電路的通頻帶，能夠提高電路放大倍數(shù)的穩(wěn)定性、能夠擴(kuò)展通頻帶等。如果負(fù)反饋放大電路屬于深度負(fù)反饋，則放大電路閉

15、環(huán)放大倍數(shù)等于反饋系數(shù)的倒數(shù)。實(shí)驗(yàn)七1、 實(shí)驗(yàn)要求(1)分析工作點(diǎn)穩(wěn)定的共發(fā)射極放大電路性能。 (2)分析共集電極放大電路性能。(3)分析共基極放大電路性能。2、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)建立如圖7-1所示的反相求和電路，集成運(yùn)放采用LM741，用兩交流電壓源分別產(chǎn)生V1、V2正弦交流輸入信號(hào)，其頻率均為lkHz,有效值分別為100mV和200mV。電阻R1=1k，R2=2k，Rf=10k。示波器用來(lái)觀(guān)察電路輸入波形和輸出波形?？崭矜I控制開(kāi)關(guān)將兩輸入之一與示波器輸入相連。(2)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān)，用空格鍵控制示波器輸入信號(hào)的接入，適當(dāng)調(diào)節(jié)示波器，分別觀(guān)察電路輸入波形與輸出波形對(duì)應(yīng)的變化關(guān)系。測(cè)量輸出波形的幅值并與理論計(jì)算值比較。3、 實(shí)驗(yàn)電路原理圖圖7-1 反相求和電路4、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析根據(jù)虛短、虛斷的概念，可知集成運(yùn)放的反相輸入端為虛地，由此可列出下列方程式：由此得： 理論值為2000mV.測(cè)量值為2843/0.5=2000 mV.1、開(kāi)關(guān)接到下邊，即接到200mV的電流