晶體管共射極單管放大電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、廣州大學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告院（系）名稱(chēng)班姓名學(xué)號(hào)專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)別實(shí)驗(yàn)課程名稱(chēng)模擬電路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)晶體管共射極單管放大電路實(shí)驗(yàn)時(shí)間實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)實(shí)驗(yàn)成績(jī)指導(dǎo)老師簽名【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 學(xué)會(huì)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法，分析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器性能的影響。2. 掌握放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻及最大不失真輸出電壓的測(cè) 試方法。3. 熟悉常用電子儀器及模擬電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用?！緦?shí)驗(yàn)儀器與材料】1. EL-ELA-IV的模擬電路實(shí)驗(yàn)箱2.函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3.雙蹤示波器4. 交流毫伏表5.萬(wàn)用電表6.連接線(xiàn)若干【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與原理】20030-35, rbb 查閱資料可知實(shí)驗(yàn)箱中的三極管？圖1為電阻分壓 式工作點(diǎn)穩(wěn)定單

2、管放大器實(shí)驗(yàn)電路圖。它的偏置電路采用R和R組成的分壓電 路，并在發(fā)射極中接有電阻R,以穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作訃圖1點(diǎn)。當(dāng)在放大 器的輸入端加入輸入信號(hào)U后，在放大器的輸出端便可得到一個(gè)與U相位相 反，幅值被放大了的輸出信號(hào)U,從而實(shí)現(xiàn)了電壓放大。:在右圖電路中，當(dāng) 流過(guò)基極偏置電阻的電流遠(yuǎn)大于晶體管的基極電流時(shí)（一般510倍），則它的 靜態(tài)工作點(diǎn)可用下式估算：U=U-I (R+R ) sR/R輸入電阻:R=R/電壓放大倍數(shù):R/r輸出電阻：Rlc=AB加 叱叱眾°由 于電子器件性能的分散性比較大，因此在設(shè)計(jì)和制作晶體管放大電路時(shí)，離不 開(kāi)測(cè)量和調(diào)試技術(shù)。在設(shè)計(jì)前應(yīng)測(cè)量所用元器件的參數(shù)，

3、為電路設(shè)計(jì)提供必要 的依據(jù)，在完成設(shè)計(jì)和裝配以后，還必須測(cè)量和調(diào)試放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)和各 項(xiàng)性能指標(biāo)。一個(gè)優(yōu)質(zhì)放大器，必定是理論設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)調(diào)整相結(jié)合的產(chǎn)物。因 此，除了學(xué)習(xí)放大器的理論知識(shí)和設(shè)計(jì)方法外，還必須掌握必要的測(cè)量和調(diào)試 技術(shù)。放大器的測(cè)量和調(diào)試一般包括：放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量與調(diào)試，消除干擾 與白激振蕩及放大器各項(xiàng)動(dòng)態(tài)參數(shù)的測(cè)量與調(diào)試等。1.放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量與調(diào)試(1) 靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量測(cè)量放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)在輸入信號(hào)u = 0的情況下進(jìn)行，即將放大: 器輸入端與地端短接，然后選用量程合適的直流毫安表和直流電壓表，分別測(cè) 量晶體管的集電極電流I以及各電極對(duì)地的電位U、U和U

4、。一般實(shí)驗(yàn)中，為吹 了避免斷開(kāi)集電極，所以采用測(cè)量電壓U或U,然后算出I的方法，例如，只 g(ju?u算出I (也可根據(jù)，由U要測(cè)出U,即可用確定I), ccec-i?ii«e<cecRRcE同時(shí)也 能算出：U=UU, U=U-Uo為了減小誤差，提高測(cè)量精度，應(yīng)選疥口,用內(nèi)阻 較高的直流電壓表。(2) 靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試是指對(duì)管子集電極電流I (或U)的調(diào)整與測(cè)試。s靜態(tài)工作點(diǎn)是否合適，對(duì)放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點(diǎn)偏 高，放大器在加入交流信號(hào)以后易產(chǎn)生飽和失真，此時(shí)U的負(fù)半周將被削。底, 如圖(a)所示；如工作點(diǎn)偏低則易產(chǎn)生截止失真，即U的

5、正半周被縮頂(一。般 截止失真不如飽和失真明顯)，如圖(b)所示。這些情況都不符合不失真放大的 要求。所以在選定工作點(diǎn)以后還必須進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試，即在放大器的輸入端加入 一定的輸入電壓u,檢查輸出電壓u的大小和波形是否滿(mǎn)足要求。如不滿(mǎn)"足, 則應(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)的位置。(a)(b)圖2.靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)u波形失真的影響。改變電路參數(shù)U、R、R (R、R)都會(huì)引 起靜態(tài)工作點(diǎn)的變化，如圖3#心所示。但通常多采用調(diào)節(jié)偏置電阻R的方法來(lái) 改變靜態(tài)工作點(diǎn)，如減小R,迪則可使靜態(tài)工作點(diǎn)提高等。圖3.電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響最后還要說(shuō)明的是，上面所說(shuō)的工作點(diǎn)“偏高”或“偏低”不是絕對(duì)的，應(yīng)該 是相對(duì)信號(hào)

6、的幅度而言，如輸入信號(hào)幅度很小，即使工作點(diǎn)較高或較低也不一 定會(huì)出現(xiàn)失真。所以確切地說(shuō)，產(chǎn)生波形失真是信號(hào)幅度與靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置配 合不當(dāng)所致。如需滿(mǎn)足較大信號(hào)幅度的要求，靜態(tài)工作點(diǎn)最好盡量靠近交流負(fù) 載線(xiàn)的中點(diǎn)。2、放大器動(dòng)態(tài)指標(biāo)測(cè)試放大器動(dòng)態(tài)指標(biāo)包括電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真輸出 電壓(動(dòng)態(tài)范圍)和通頻帶等。(1)電壓放大倍數(shù)A的測(cè)量“調(diào)整放大器到合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，然后加入輸入電壓U,在輸出電壓U。： 不失真的情況下，單獨(dú)只用用交流毫伏表或者示波器測(cè)出U和U的有效值 IL“和U,則。(2)輸入電阻R的測(cè)量，為了測(cè)量放大器的輸入電阻，按圖 3電路在被測(cè)放大器的輸入端與信號(hào)源之

7、間串入一已知電阻R,在放大器 正常工作的情況下，單獨(dú)只用交流毫伏表或者示波器測(cè)出U和U,則根據(jù) 輸入電阻的定義可得：$圖4輸入、輸出電阻測(cè)量電路測(cè)量時(shí)應(yīng)注意下列兒點(diǎn)： 由于電阻R兩端沒(méi)有電路公共接地點(diǎn)，所以測(cè)量R兩端電壓U時(shí)必須 分別,測(cè)出U和U,然后按U=U-U求出U值。，沁 電阻R的值不宜取得 過(guò)大或過(guò)小，以免產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，通常取R與R為同一數(shù)量級(jí)為好， 本實(shí)驗(yàn)可取R=12KQ。：輸出電阻R的測(cè)量。按圖3電路，在放大 器正常工作條件下，測(cè)出輸出端不接負(fù)載R的輸出匚電壓U和接入負(fù)載后 的輸出電壓U,根據(jù)loUR即可求出ol1)R(U?UX 4城傾皿在測(cè)試中應(yīng)注意，必須保持R接入前后輸入

8、信號(hào)的大小不變(4) 最大不失真輸出電壓U的測(cè)量(最大動(dòng)態(tài)范圍)血如上所述，為了得到最 大動(dòng)態(tài)范圍，應(yīng)將靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)在交流負(fù)載線(xiàn)的中點(diǎn)。為此在放大器正常 工作情況下，逐步增大輸入信號(hào)的幅度，并同時(shí)調(diào)節(jié)R，(改變靜態(tài)工作點(diǎn))， 用示波器觀察U,當(dāng)輸出波形同時(shí)出現(xiàn)削底和縮頂現(xiàn)象0.（如圖4）時(shí)，說(shuō)明靜態(tài)工作點(diǎn)已調(diào)在交流負(fù)載線(xiàn)的中點(diǎn)。然后反復(fù)調(diào)整輸入 信號(hào)，使波形輸出幅度最大，且無(wú)明顯失真時(shí)，用交流毫伏表測(cè)出U（,有效 值）。則動(dòng)態(tài)范圍等于?；蛴檬静ㄆ髦苯幼x出U來(lái)。U220【實(shí)驗(yàn)步驟】1.調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)箱上按電路圖連接好電路，接通直流電源前，先將R調(diào)至最大，不. 接入函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。接通+ 1

9、2V電源、調(diào)節(jié)R,使I = 2. OmA（即U=2. 0V）,幼 用直流電壓表測(cè)量U、U、U及用萬(wàn)用電表測(cè)量R值。記錄于表一中。心2.測(cè)量 電壓放大倍數(shù)在放大器輸入端加入頻率為lKHz的正弦信號(hào)u,在示波器的輸出端接入s交 流毫伏表，調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出旋鈕使放大器輸入電壓UlOmV,同?，時(shí)用 示波器觀察放大器輸出電壓u波形，在波形不失真的條件下，用交流毫伏。表 測(cè)量下述三種情況下的U值，并用雙蹤示波器觀察u和u的相位關(guān)系，記緲?shù)?于表二中。3. 測(cè)量放大電路輸入電阻和輸出電阻（1）置 Rc=2.4kQ, R二2. 4KQ, Ic=2. OmAo 輸入 f=1 kHz 的正弦信號(hào)電壓 m

10、i 10mV,在輸出電壓uo不失真的情況下，用交流毫伏表測(cè)出us、ui和uL,記 錄于表三中。（2）保持us不變，斷開(kāi)R,測(cè)量輸出電壓u。，記錄于表三中。l【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理】表一I = 2mA測(cè)量值計(jì)算值V (U)V (U)V (U)K (也U(V) MU(V) «I ) mA5.EC(c1 )71 2 3【實(shí)驗(yàn)結(jié) 果與 分析】UC-UE=7. 76V-2. 0 0V=5.76V=UQ )2.662. 007. 6668.00. 675. 202. 00表二Ic = 2. OmAU=10mV：R (KR (KuU (V)A觀察記錄一組u和u波形 叫)Q ) Q20. 0 82. 4 0

11、. 2000. 117 1.2 8 11. 712.3 2.40. 1232.4表三次數(shù)us / ui / Ri ( k Q) mV mVuo / mVuL / mVRo( kQ)1測(cè)量19. 1 10. 0值計(jì)算196100測(cè)量計(jì)算值值值217.6 9.60. 87519096.75.214. 89310. 4 20. 5 0. 943212104平均10.0199. 3100.219. 1.表一測(cè)量結(jié)果中：U-U二2. 66V-2. 00V二0. 66V二U“ “實(shí)測(cè)的靜態(tài)工作點(diǎn)與理論值基本一致，相差并不大，說(shuō)明電路理論值與計(jì)算值接近，是較為理想的工作 狀態(tài)。實(shí)測(cè)U=UU, 0. 70V而

12、理論為，0. 66V= 產(chǎn)生誤差的原因可能是U、U的值接近，這種接近的兩個(gè)量相減的間接測(cè)量，少 則合成相對(duì)誤差就比較大了，因電路實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ屠匣雀鞣N原因、電路中各個(gè)原件 參數(shù)與標(biāo)注參數(shù)有偏差、導(dǎo)致計(jì)算理論值與實(shí)際測(cè)量值有一些誤差、在可接受 范圍內(nèi)可認(rèn)為測(cè)量值有效。產(chǎn)生誤差的原因主要有以下兒點(diǎn)：(1)實(shí)驗(yàn)連線(xiàn)有一定的阻值導(dǎo)致誤差存在；(2)靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)試不準(zhǔn)確，沒(méi)調(diào)到正確的靜態(tài)工作點(diǎn)。(3)溫度影響實(shí)驗(yàn)器材 的阻值；(4)信號(hào)不穩(wěn)定，測(cè)量時(shí)信號(hào)過(guò)大導(dǎo)致靜態(tài)工作點(diǎn)失真；(5)在測(cè)量時(shí) 沒(méi)有去掉輸入信號(hào)，導(dǎo)致測(cè)量存在誤差。.20030-35, rbb ?二.查閱資料可知實(shí)驗(yàn)箱中的三極管+(l+?)26

13、mA/1=200 0 + (1+33) X264-2 0=642 表二中:取?=33, rbe= rbb Q “對(duì)于測(cè)量電壓 放大倍數(shù)RZ/c? P =,理論值中但實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)法直接得出；而在實(shí)際放大倍數(shù)中，8汕皿 序號(hào)1, 2,3的電壓放大倍數(shù)分別為為20. 0,11.7, 12.3倍?？闯鼋尤腚娐返呢?fù) 載對(duì)實(shí)際放大倍數(shù)有影響，與空載時(shí)的放大倍數(shù)相比，影響較大。晶體管共射極單管放大器中Rc, R1及靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器電壓放大倍數(shù)、輸入 電阻、輸出電阻的影響:Rc越大，電壓放大倍數(shù)越大、輸入電阻不受影響、輸出電阻越大。Ri越大，電壓放大倍數(shù)越小、輸入電阻越小、輸出電阻不受影響。靜態(tài)工作點(diǎn) 中電

14、流越大，電壓放大倍數(shù)越大、輸入電阻越小、輸出電阻不受影響。但靜態(tài) 工作太大或太小容易導(dǎo)致三極管進(jìn)入飽和或截止。三. 表三中：計(jì)算輸入電阻公式：rRRRR"?/()z>i3g"RRr根據(jù)定義：輸入電阻SLlU?UiSiWl） RR （?輸出電阻loUl3. 1放大電路直流工作點(diǎn)主要參數(shù)包括、，與電路元件參數(shù)、VUIAzq、及晶體管的均有關(guān)，在實(shí)際工作中一般通過(guò)上偏 置電阻來(lái)調(diào)RRRcibeb節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)。放大電路主要性能參數(shù)中，靜態(tài)參數(shù)主要 借助萬(wàn)用表直接或間接測(cè)量，動(dòng)態(tài)參數(shù)則主要借助示波器測(cè)量。單管放大電路 中直流工作點(diǎn)的設(shè)置會(huì)影響動(dòng)態(tài)參數(shù)如電壓增益、輸入電阻、頻帶寬

15、度等。發(fā) 射極負(fù)反饋電阻會(huì)對(duì)放大電路的動(dòng)態(tài)特性造成影響，如減小電壓增益，展寬頻 帶等，但會(huì)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。四. 討論靜態(tài)工作點(diǎn)變化對(duì)放大器輸出波形的影響。答：靜態(tài)工作點(diǎn)要選擇適合。若不適合的話(huà)，放大器輸出波形會(huì)失真。放大器 的功能就是在不失真的情況下放大信號(hào)，失真了得放大信號(hào)是沒(méi)有意義的。具 體來(lái)講：（1）靜態(tài)工作點(diǎn)在待性曲線(xiàn)的位置如果上升（變大），那么Q點(diǎn)會(huì)達(dá)到 飽和區(qū)，會(huì)出現(xiàn)飽和失真，也就是正弦波信號(hào)上半部分會(huì)缺失；（2）靜態(tài)工作點(diǎn) 在特性曲線(xiàn)的位置如果下降（變?。?，那么Q點(diǎn)會(huì)達(dá)到截止區(qū)，會(huì)出現(xiàn)截止失真, 也就是正弦波信號(hào)下半部分會(huì)缺失。五. 分析討論在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。我在調(diào)試中主要

16、出現(xiàn)以下問(wèn)題：（1）起初電源正負(fù)極接反了，導(dǎo)致表1、表2、 表3出現(xiàn)奇怪?jǐn)?shù)據(jù)，當(dāng)時(shí)沒(méi)發(fā)現(xiàn)。做實(shí)驗(yàn)時(shí)不管怎么調(diào)靜態(tài)工作點(diǎn)，輸出放大 信號(hào)不會(huì)失真，此時(shí)檢查電路才發(fā)現(xiàn)。此類(lèi)錯(cuò)誤由粗心所造，以后應(yīng)避免。（2） 負(fù)載電阻插座接觸不良，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行改造，負(fù)載電阻RL可以采用夾住 的方法連接方可減少避免接觸不良問(wèn)題。（3）實(shí)驗(yàn)引出的測(cè)量線(xiàn)生銹，可能對(duì)沒(méi) 有調(diào)到合適阻值導(dǎo)致在調(diào)輸入信號(hào)時(shí)候（4） RB2實(shí)驗(yàn)會(huì)造成較大的測(cè)量誤差。.正弦波在最大不失真情況下沒(méi)有達(dá)到上下同時(shí)失真。六. 分析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器性能的影響。答：靜態(tài)工作點(diǎn)是否合適，對(duì)放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點(diǎn)偏高，放大器在加入

17、交流信號(hào)以后易產(chǎn)生飽和失真，此時(shí)U。的負(fù)半 周將被削底；如工作點(diǎn)偏低則易產(chǎn)生截止，即U。的正半周被縮頂（一般截止失真不如飽和失 真明顯）。這些情況都不符合不失真放大的要求。所以在選定工作點(diǎn)以后還必須 進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，即在放大器的輸入端加入一定的ui,以檢查輸出電壓U。的大 小和波形是否滿(mǎn)足要求。如不滿(mǎn)足，則應(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)的位置。七. 怎樣測(cè)量R阻值？"答：測(cè)量在線(xiàn)電阻時(shí)，要確認(rèn)被測(cè)電路沒(méi)有并聯(lián)支路 并且被測(cè)電路所有電源已關(guān)斷及所有電容已完全放電時(shí)，才可進(jìn)行；因此本實(shí) 驗(yàn)測(cè)量R時(shí)要將開(kāi)”關(guān)K斷開(kāi)。測(cè)量前先將開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到電阻X1K檔，然后把紅、 黑表筆短路，調(diào)整“0Q”調(diào)整器，使指針指在0Q

18、位置上（萬(wàn)用表測(cè)量電阻時(shí) 不同倍率檔的零點(diǎn)不同，每換一檔都應(yīng)重新進(jìn)行一次調(diào)零。），再把紅、黑表筆 分開(kāi)去測(cè)被測(cè)電阻的兩端，即可測(cè)出被測(cè)電阻R的阻值。"八.總結(jié)放大器的參 數(shù)對(duì)電壓放大倍數(shù)的影響及輸入輸出波形的相位變化情況。答：由表22的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：在靜態(tài)工作點(diǎn)相同情況下1. R越大，A越大；R越小，A越小；zR/R實(shí)驗(yàn)滿(mǎn)足成正比。與越??；R越大,2. RA 越大;越小，A AR/R?ci?A?ava；rbe 公式。.3. 輸入u與輸出u的波形相位相反?！啊緦?shí)驗(yàn)心得】本次實(shí)驗(yàn)是我做的第二個(gè)完整的電子電路實(shí)驗(yàn)，從開(kāi)始的預(yù)習(xí)理論計(jì)算到實(shí)際 實(shí)驗(yàn)，到實(shí)際搭建電路測(cè)量，在這整個(gè)過(guò)程中，我更深入的了解了單管放大電 路的工作原理以及每個(gè)變量對(duì)放大電路的影響情況。在實(shí)驗(yàn)中我也發(fā)現(xiàn)提前明 白實(shí)驗(yàn)測(cè)量原理的必要性，只有清楚自己該做什么了才能在實(shí)驗(yàn)中有條不紊， 才能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)及時(shí)完成實(shí)驗(yàn)。第一次去的時(shí)候，由于預(yù)習(xí)不到位，導(dǎo)致 最后最后都沒(méi)做完。第二次的時(shí)候我吸取上次的教訓(xùn)