2025年晶體管共射極放大器設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)探究攻略

班別姓名學(xué)號(hào)試驗(yàn)時(shí)間指導(dǎo)老師簽名【試驗(yàn)?zāi)康摹?.學(xué)會(huì)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試措施，分析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器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【試驗(yàn)儀器與材料】1.EL-ELA-IV的模擬電路試驗(yàn)箱2.函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3.雙蹤示波器【試驗(yàn)內(nèi)容與原理】查閱資料可知試驗(yàn)箱中的三極管β≈30-3圖1為電阻分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定單管放大器試驗(yàn)電路圖。它的偏置電路采用RB和R2構(gòu)成的分壓電路，并在發(fā)射極中接有電阻Re,以穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)。當(dāng)在放大器的輸入端加入輸大器的輸出端便可得到一種與U?相位相反，幅值被放大了的輸出信號(hào)TT圖1在右圖電路中，當(dāng)流過基極偏置電阻的電流遠(yuǎn)不小于晶體管的基極電流時(shí)(一般5~10倍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)，離不開測量在設(shè)計(jì)前應(yīng)測量所用元器件的參數(shù)，為電路設(shè)計(jì)提供必要的根據(jù)，在完畢設(shè)計(jì)和裝配后來，還必須測量和調(diào)試放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)和各項(xiàng)性能指標(biāo)。一種優(yōu)質(zhì)放大器，必然是理論設(shè)計(jì)與試驗(yàn)調(diào)整相因此，除了學(xué)習(xí)放大器的理論知識(shí)和設(shè)計(jì)措施外，還必須掌握必要的測量放大器的測量和調(diào)試一般包括：放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測量與調(diào)試，消除干擾與自1.放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測量與調(diào)試(1)靜態(tài)工作點(diǎn)的測量測量放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)在輸入信號(hào)ui=0的狀況下進(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，分別測量晶體管的集電極電流Ic以及各電極對(duì)地和Ue。一般試驗(yàn)中，為了防止斷開集電極，因此采用測量電壓U或Uc,然后算出Ic的措施，例如，只要測一UE,Uc=Uc-UE。為了減小誤差，提高測量精度，應(yīng)選用內(nèi)阻較高的直流電壓(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Ic(或Uc)的靜態(tài)工作點(diǎn)與否合適，對(duì)放大器的性能和輸出波形均有很大影響。如工作點(diǎn)偏信號(hào)后來易產(chǎn)生飽和失真，此時(shí)Uo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Uo的正半周被縮頂(一般截止失真不如飽和失真明顯),如圖(b)所示。這些狀況都不符合不失定。因此在選定工作點(diǎn)后來還必須進(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ui,檢查輸出電壓uo的大小和波形與否滿足規(guī)定。如不滿足，則應(yīng)調(diào)整靜態(tài)工圖2.靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)uo波形失真的影響變化電路參數(shù)Ucc、Re、Rs(Ra、R2)都會(huì)引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變化，如圖3所示。置電阻R?的措施來變化靜態(tài)工作點(diǎn)，如減小Rg2,則可使靜態(tài)工作點(diǎn)提高等。Q圖3.電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響最終還要闡明的是，上面所說的工作點(diǎn)“偏高”或“偏低”不是絕對(duì)的，應(yīng)當(dāng)是相對(duì)信號(hào)的幅度而言，如輸入信號(hào)幅度很小，雖然工作點(diǎn)較高或較低也不一定會(huì)出現(xiàn)失真。因此確切地說，產(chǎn)生波形失真是信號(hào)幅度與靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置配合不妥所致。如需滿足較大信號(hào)幅度的規(guī)定，靜態(tài)工作點(diǎn)最佳盡量靠近交流負(fù)載線放大器動(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(1)電壓放大倍數(shù)Av的測量調(diào)整放大器到合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，然后加入輸入電壓ui,在輸出電壓u?不失真的狀況下，單獨(dú)只用用交流毫伏表或者示波器測出ui和u。的有效值Ui和Uo,則(2)輸入電阻Ri的測量為了測量放大器的輸入電阻，按圖3電路在被測放大器的輸入端與信號(hào)源之放大器正常工作的狀況下，單獨(dú)只用交流毫伏表或者示波器測出Us和Ui,則根據(jù)iiR放大器信號(hào)源圖4輸入、輸出電阻測量電路①由于電阻R兩端沒有電路公共接地點(diǎn)，因此測量R兩端電壓UR時(shí)必須分別測出Us和U,-U?求出UR值。②電阻R的值不適宜獲得過大或過小，以免產(chǎn)生較大的測量誤差，一般取R與R:為同一數(shù)驗(yàn)可取R=1～2KQ。(3)輸出電阻Ro的測量按圖3電路，在放大器正常工作條件下，測出輸出端不接負(fù)載R的輸出電壓Uo和接入負(fù)載后的輸出電即可求出圖4靜態(tài)工作點(diǎn)正常，輸入信號(hào)太大引起的失真在測試中應(yīng)注意，必須保持R接入前后輸入信號(hào)的大小不變。(4)最大不失真輸出電壓Uopp的測量(最大動(dòng)態(tài)范圍)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)載線的中點(diǎn)。為此在放大器正常工作狀況下，逐漸增大輸入信號(hào)的幅度，并同步調(diào)整R(變化靜態(tài)工作點(diǎn)),用示波器觀測u出現(xiàn)削底和縮頂現(xiàn)象(如圖4)時(shí)，闡明靜態(tài)工作點(diǎn)已調(diào)在交流負(fù)載線的中點(diǎn)。然后反復(fù)調(diào)整輸入信號(hào)，使波形輸出幅度最大，且無明顯失真時(shí)，用交流毫伏表測出Uo(有效值),則動(dòng)態(tài)范圍等于2√2U??；蛴檬尽驹囼?yàn)環(huán)節(jié)】1.調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn)在試驗(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)記錄于表一中。在放大器輸入端加入頻率為1KHz的正弦信號(hào)us,在示波器的輸出端接入交流毫伏表，調(diào)整函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出旋鈕使放大器輸入電壓U?≈10mV,同步用示波條件下，用交流毫伏表測量下述三種狀況下的U?值，并用雙蹤示波器觀測uo和u的相位關(guān)系，記錄于(1)置Rc=2.4kQ,Ri=2.4KO,Ic=2.0mA。輸入f=1kHz的正弦信號(hào)電壓ui≈10(2)保持us不變，斷開R,測量輸出電壓uo,記錄于表三中?！驹囼?yàn)數(shù)據(jù)整頓】表一Ic=2mA表二Ic=2.0mAUi=10mV觀測記錄一組uo和u?波形1○2○3表三次數(shù)123平均【試驗(yàn)成果與分析】狀態(tài)。實(shí)測UE=Ug-Ue=0.66V,而理論為0.70V,產(chǎn)生誤差的原因也許是U、Ue的值靠近，這種靠近的兩二.查閱資料可知試驗(yàn)箱中的三極管B≈30-35,rbb'≈200Ω理論值中,但試驗(yàn)過程中無法直接得出β;而在實(shí)際放大倍數(shù)中，序號(hào)1,2,3的電壓放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、輸出電輸入電阻越小、輸出電阻不受影響。靜態(tài)工作點(diǎn)中電流越大，電壓放大倍數(shù)越大、輸入電阻越小、輸出電3.1放大電路直流工作點(diǎn)重要參數(shù)包括IBQ、Ico、UcEQ,與電路元件參數(shù)Vcc、Rc、RB、RE及晶體管的β均有關(guān)，在實(shí)際工作中一般通過上偏置電阻RBi來調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)。放大電路重要性能參數(shù)中，靜態(tài)參數(shù)重要借助萬用表直接或間接測量，動(dòng)態(tài)參數(shù)則重要借助示波器測量。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)特性導(dǎo)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，放大器輸出波形會(huì)失真。放大器的功能下放大信號(hào)，失真了得放大信號(hào)是沒故意義的。詳細(xì)來講：(1)靜態(tài)工作點(diǎn)在特性曲線的位置假如上升(變大),那么Q點(diǎn)會(huì)到達(dá)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)在特性曲線的位置假如下降(變小),那么Q點(diǎn)會(huì)到達(dá)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)缺五.分析討論在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題。發(fā)現(xiàn)。做試驗(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)。此類錯(cuò)誤由粗心沒有調(diào)到合適阻值導(dǎo)致在調(diào)輸入信號(hào)時(shí)候正弦波在最大不失真狀況下沒有到達(dá)上六.分析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器性能的影響。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)。這些狀況都不七.怎樣測量Rg?阻值?答：測量在線電阻時(shí)，要確認(rèn)被測電路沒有并聯(lián)支路并且被測電路所有電源已關(guān)斷及所有電容已完全放電時(shí)，才可進(jìn)行；因此本試驗(yàn)測量Rm時(shí)要將開關(guān)K斷開。測量前先將開關(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0位置上(萬用表測量電阻時(shí)不一樣倍率檔的零點(diǎn)不一樣，每換一檔都應(yīng)重新進(jìn)行一次調(diào)零。),再把紅、黑表筆分開去測被測電阻的兩端，即可測出被測電阻R2的答：由表2—2的試驗(yàn)成果可知：在靜態(tài)工作點(diǎn)相似狀況下【試驗(yàn)心得】本次試驗(yàn)是我做的第二個(gè)完整的電子電路試驗(yàn)，從開始的預(yù)習(xí)理論計(jì)算到實(shí)際在試驗(yàn)中我也發(fā)現(xiàn)提前明白試驗(yàn)測量原理的必要性，只有清晰自己該做什么了才能在試驗(yàn)中有條不紊，才能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)及時(shí)完畢試驗(yàn)。第一次去的時(shí)候，由于預(yù)習(xí)不到位，導(dǎo)致最終最終都沒做完。第二次的時(shí)候我吸取上次的教訓(xùn)，搭好電路。由于準(zhǔn)備充足，我及時(shí)完畢了試驗(yàn)任務(wù)。這