模電實驗2三極管共射極放大電路.ppt

1、三極管共射極放大電路,一、實驗目的,學習共射放大電路的設計方法、安裝與調試技術； 掌握放大器靜態(tài)工作點的測量與調整方法，了解在不同偏置條件下靜態(tài)工作點對放大器性能的影響； 學習放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻及頻率特性等性能指標的測試方法； 了解靜態(tài)工作點與輸出波形失真的關系，掌握最大不失真輸出電壓的測量方法； 進一步熟悉示波器、函數(shù)信號發(fā)生器、交流毫伏表的使用。,二、相關知識,實驗準備：,閱讀實驗說明部分內容。,焊接好實驗所需電路圖！,檢查所焊好的電路是否與原理圖一致！,二、相關知識,要使放大器不失真地放大，工作點必須選擇合適。初選靜態(tài)工作點時，可以選取直流負載線的中點， 即UCE

2、1/2UC或IC1/2ICS。 (ICS為集電極飽和電流，ICSUC/RC)。 這樣便可獲得較大輸出動態(tài)范圍。當放大器輸出端接有負載RL時，因交流負載線比直流負載線要陡，所以放大器動態(tài)范圍要變小，如圖1所示。當發(fā)射極接有電阻時，也會使信號動態(tài)范圍變小。要得到最佳靜態(tài)工作點，還要通過調試來確定，一般用調節(jié)偏置電阻RP的方法來調整靜態(tài)工作點。,二、相關知識,圖1 放大器最佳靜態(tài)工作點,二、相關知識（工作電源）,0V +Vc(+12V),二、相關知識（測量線）,同軸連接器,信號參考,屏蔽線,信號輸入,二、相關知識（電路原理圖）,二、相關知識（元件清單）,二、相關知識（焊接布置圖）,二、相關知識（焊接

3、布置圖）,二、相關知識（晶體管管腳圖）,三、實驗電路圖,晶體管共射極放大電路原理圖,電路參數(shù)： T：9013（NPN）；RP=10K； R1=15K、R2=3K、Re=2K、 Rc=3K、RL=3K、Rs=5K1； C1=10F、C2=10F、Ce=100F。,RL,Rw1,R3,Rw2,R5,C2,C3,C1,R1,R4,VCC,Ro,s,o,Ri,ICQ,共射極放大電路,S,K,R2,H,R6,R7,三、實驗電路圖,四、實驗內容,靜態(tài)工作點的調整和測量 RL及RL3K時，電壓放大倍數(shù)的測量 輸入電阻和輸出電阻的測量 放大電路上限頻率fH、下限頻率fL的測量 觀察靜態(tài)工作點對輸出波形的影響,

4、1、三極管的管腳判別與特性測量,2、靜態(tài)工作點的測量和調試,3、動態(tài)指標測試,（1）電壓放大倍數(shù)A,（2）最大不失真輸出電壓Vomax（有效值）,（3）觀察失真現(xiàn)象,（4）輸入電阻、輸出電阻的測量,（5）上限頻率fH、下限頻率fL 的測量,1. 靜態(tài)工作點的調整和測量,按所設計的放大器的元件參數(shù)焊接電路，根據(jù)電路原理圖仔細檢查電路的完整性和焊接質量。 開啟直流穩(wěn)壓電源，將直流穩(wěn)壓電源的輸出調整到12V，并用萬用表檢測輸出電壓，確認后，關閉直流穩(wěn)壓電源。 將放大器電路板的工作電源端與12V直流穩(wěn)壓電源接通。然后，開啟直流穩(wěn)壓電源。此時，放大器處于工作狀態(tài)。,調節(jié)電位器RP，使電路滿足設計要求（I

5、CQ1.5mA）。為方便起見，測量ICQ時，一般采用測量電阻Rc兩端的壓降VRc，然后根據(jù)ICQ =VRcRc計算出ICQ 。 測量晶體管共射極放大電路的靜態(tài)工作點，并將測量值與理論估算值記錄在下表中。 要充分考慮到萬用表直流電壓檔內阻對被測電路的影響 。 如果測出VCEQ0.5V，則說明三極管已經(jīng)飽和；如果VCEQ+VC則說明三極管已經(jīng)截止。 晶體管若VBEQ 2V，估計該晶體管已被擊穿。,（1）適當調整偏置電位器 Rw1、Rw2，使其滿足設計要求（I1.5mA）。,（2）分別測量三極管的直流電壓VB、VC和VE（或VBE、VCE）以及集電極電流ICQ ，可以采用電壓測量法來換算電流。要充分

6、考慮到萬用表直流電壓檔內阻對被測電路的影響 。,2、靜態(tài)工作點的測量和調試,1. 靜態(tài)工作點的調整和測量,示波器,穩(wěn)壓電源,毫伏表,函數(shù)發(fā)生器,屏蔽線,普通線,屏蔽線,屏蔽線,Ui輸入,Uo輸出,實驗電路與各測試儀器的連接,2. 電壓放大倍數(shù)的測量,2. 電壓放大倍數(shù)的測量,保持放大器的靜態(tài)工作點不變，調節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器，使其輸出頻率f1kHz、幅度為10mV的正弦波，并將它加到放大電路的輸入端，作為信號源電壓Us。不接輸出負載電阻，即：RL(開路)。放大電路的輸出端接示波器，觀察示波器所顯示的輸出電壓Uo，當波形無失真現(xiàn)象時，用交流毫伏表分別測出Us、Ui、U o（ RL）的大小，將其值記錄

7、在下表中。然后根據(jù)公式算出電壓放大倍數(shù)Au。 增大輸入信號幅度，用示波器監(jiān)視輸出波形、交流毫伏表測出最大不失真輸出電壓Uomax，并記錄在下表中。 測量時通常以飽和失真為準(當Q點位于中間時)。,放大電路輸出端接入負載電阻RL= 3k ，保持函數(shù)信號發(fā)生器輸出頻率f1kHz、幅度為10mV的正弦波不變，測出此時的輸出電壓Uo（ RL= 3k ），將其值記錄在下表中。然后根據(jù)公式計算電壓放大倍數(shù)Au，并分析負載對放大電路電壓放大倍數(shù)的影響。 增大輸入信號幅度，用示波器監(jiān)視輸出波形、交流毫伏表測出最大不失真輸出電壓Uomax，并記錄在下表中。,2. 電壓放大倍數(shù)的測量,用示波器雙蹤觀察Uo和Ui的

8、波形，測出它們的大小和相位。并將波形畫在同一坐標紙上。,表：,注意,在做最后一個實驗之前，應一直保持靜態(tài)工作點不變。如果不小心調了電位器RP，則應重新進行靜態(tài)調試，然后再繼續(xù)完成各個實驗。,2. 電壓放大倍數(shù)的測量,3. 輸入電阻和輸出電阻的測量,輸入電阻測量原理方框圖 （放大電路的工作電源未表示）,s,3. 輸入電阻和輸出電阻的測量,輸入電阻 放大電路的輸入電阻Ri可用電流電壓法測量求得，調試電路如圖所示。圖中Rs 為已知外接電阻，用交流毫伏表分別測出Us和Ui，然后根據(jù)下式可求得放大電路的輸入電阻Ri，即,放大電路輸入電阻的測量,被測放大器,s,s,s,3. 輸入電阻和輸出電阻的測量,輸出

9、電阻測量原理方框圖 （放大電路的工作電源未表示）,3. 輸入電阻和輸出電阻的測量,放大電路輸出電阻的測量,輸出電阻 放大電路的輸出電阻Ro可通過測量放大電路輸出端開路時的輸出電壓Uo，帶上負載RL后的輸出電壓Uo，經(jīng)計算求得，測試電路如圖所示。 由此可求得輸出電阻為,4. 放大電路上限頻率fH、下限頻率fL的測量,放大電路的通頻帶 通常當電壓增益下降到中頻增益0.707倍時(按功率分貝數(shù)即下降3dB)所對應的上下限頻率用 fH和 fL表示，如圖所示，則fH與fL之間的范圍就稱為放大電路的通頻帶寬度BW 。即 BW= fH - fL,頻率特性曲線圖,4. 放大電路上限頻率fH、下限頻率fL的測量

10、,上下限頻率測量原理方框圖 （放大電路的工作電源未表示）,4. 放大電路上限頻率fH、下限頻率fL的測量,測量方法 在ICQ1.5mA，RL=情況下，將頻率為1kHz的正弦信號加在放大器的輸入端，增大輸入信號幅度，監(jiān)視輸出電壓Uo仍保持不失真的正弦波。 用交流毫伏表測出此時輸出電壓值Uo；保持信號源輸出信號幅度不變，改變信號源輸出頻率（增加或減?。?，當交流毫伏表測出的輸出電壓值達到Uo0.707值時，停止信號源頻率的改變，此時信號源所對應的輸出頻率即為上限頻率fH或下限頻率fL。,5. 觀察靜態(tài)工作點對輸出波形的影響,在ICQ1.5mA，RL=情況下，將頻率為1kHz的正弦信號加在放大器的輸

11、入端，增大輸入信號幅度，監(jiān)視輸出電壓Uo仍保持不失真的正弦波。 將電位器RP的阻值調為最大，此時靜態(tài)電流ICQ下降，用示波器觀察輸出波形是否出現(xiàn)失真、記錄此時的波形，并測出相應的集電極靜態(tài)電流 。若失真不夠明顯，可適當增大Us。 將電位器RP的阻值調為最小，此時靜態(tài)電流ICQ增大，觀察輸出波形失真的變化，記錄此時的波形，并測出相應的集電極靜態(tài)電流 。 根據(jù)上述兩種情況下所觀察到的波形，說明集電極偏置電流的大小對放大電路輸出動態(tài)范圍的影響。,ICQ ，Uo出現(xiàn)飽和失真； ICQ，Uo出現(xiàn)截止失真； ICQ正常，加大輸入信號。,靜態(tài)工作點對輸出電壓Uo波形的影響,5. 觀察靜態(tài)工作點對輸出波形的影響,五、思考題,在測試放大器的各項參數(shù)時，為什么要用示波器監(jiān)視輸出波形不失真？ 在測試Au、Ri 和Ro時，怎樣選擇輸入信號Ui的大小和頻率？ 測試中，如果將信號源、毫伏表、示波器中的任一儀器的二個測試端上接線換位（即各儀器的接地端不再連在一起）。此時示波器上的波形將發(fā)生什么變化？,五、思考題,用示波器同時觀察放大電路輸入、輸出波形的相位關系時，示波器上有關按鈕應置什么位置？ 當靜態(tài)工作電流ICQ通過測量VE或VC來間接地得到時，分析萬用表內阻對測量誤差的影響。 試分析電路中的Re、Ce起什么作用？ 如何判斷放大器的截止和飽