电工电子技术综合实践报告
课程名称： 电工电子综合实践
题目名称： 晶体管放大电路
班 级： 级机械设计制造及其自动化专业 班
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学 号：
评定成绩:
提交日期 : 20##/6/29
指导教师：
目 录
1绪论... 2
2设计任务及要求... 2
3晶体管放大电路的原理... 2
3．1 放大电路... 2
3．2静态分析... 3
3．2动态分析... 3
4元器件... 4
4．1元器件清单... 4
4．2元器件说明... 5
4.2.1电阻：... 5
4.2.2电解电容... 6
4.2.3 三极管... 6
4.2.4 电位器... 6
5晶体管放大器的设计... 4
5．1静态设计... 4
5．2动态设计... 5
6放大器的组装与焊接... 6
6．1电阻... 7
6．2三极管... 7
6．3电解电容... 7
6．4电位器... 7
7调试和测量... 7
7．1 静态值，各电压各电流，静态工作点，放大倍数... 7
7．2 动态值，交流电压放大测量，静态工作点调节... 8
7．3 核算设计值... 8
7．4 测量最大输出交流电压，放大器的通频带... 8
8放大器的主要技术指标... 6
9总结... 9
参考文献... 10
1．绪论
本课程是与电工学课程相配合的后续教学环节。通过本实践，使学生能学以致用及使用所学知识的能力得以提高；培养学生自学能力和独立分析问题解决问题的能力；初步掌握电子电路分析和设计的基本方法。
基本要求：
1． 初步掌握线性电子电路的简单设计方法，具备初步的独立设计能力；
2． 初步掌握对电子线路安装、布线、焊接、调试等基本技能；
3． 进一步掌握电子仪器的正确使用方法。
2设计任务及要求
1. 设计晶体管单管放大电路，要求放大倍数
（不接负载
情况下），输入电阻
，输出电阻
。这是最低的要求，好的设计放大倍数
尽可能大，输入电阻尽可能大，输出电阻尽可能小。
2. 可选择更高的要求，设计晶体管单管放大电路，但需引入负反馈以提高输入电阻
，同样地希望放大倍数尽可能大，输入电阻尽可能大，输出电阻尽可能小。
3. 设计时必须选用所给定的元件，电位器时须串联某定值电阻以防止接入零电阻， 计算参数时要计及这串联电阻的存在。电位器可用于调节基极偏流或模拟负载，在设计中需使用到它，以便学习电位器的安装和调试。
4. 电路测试时应测量出最大不失真输出电压，如可能也测量放大电路的通頻带。
5．努力提高设计电路的质量和性能，元件及接线的布局要合理整洁美观，焊接要牢固表面呈光滑。抓紧时间，提出自已最好的设计方案和样机，独特的设计方案有附加分数。希望每人都能提交一份祥尽设计说明的实践任务书。
3晶体管放大电路的原理
3．1 放大电路
“放大”的本质是实现能量的控制，即能量的转换：用能量比较小的输入信号来控制另一个能源，使输出端的负载上得到能量比较大的信号。放大的对象是变化量，放大的前提是传输不失真。
放大电路有它本身的特点：一是有静态和动态两种工作状态，所以有时往往要画出它的直流通路和交流通路才能进行分析，二是电路往往加有负反馈，这种反馈有时在本级内，有时是从后级反馈到前级，所以在分析这一级时还要能“瞻前顾后”。在弄通每一级的原理之后就可以把整个电路串通起来进行全面综合。
3．2静态分析
静态工作分析由于V1管和V2管的基极都未加偏置电压，因此静态时，两管都不导通，静态电流为零，管子工作在截止区，电源不供给功率。由于电路对称，因此发射极电位为零，负载上无电流。
VB≈RB2/(RB1+RB1)·UCC
IC≈IE=(VB-UBE)/RE
IB≈IC/β
UCE≈UCC-(RC+RE)IC
=200+(1+β)
3．2动态分析
动态工作分析设输入信号为正弦电压ui。在正半周时，V1管发射结正偏导通，V2管发射结反偏截止，由+VCC提供的电流ic1经V1管流向负载，在负载RL上获得正半周输出电压uo。同理，在负半周时，V1管发射结反偏截止，V2管发射结正偏导通，由-VCC提供的电流ic2从-VCC端经负载流向V2管，在RL上获得负半周输出电压uo。可见，在ui的整个周期内，V1管和V2管轮流导通，相互补充，从而在RL上得到完整的输出电压uo，故称为补对称功率放大电路。
Ui=rbeib+RE2ie=rbeib+(1+β)RE2ib
=[rbe+(1+β)RE2]ib
Uo=-βRL´ib
AU=UI/UO=-βRL´/[ rbe+(1+β)RE2]
ri=RB1∥RB2∥[ rbe+(1+β)RE2]
ru=Rc∥RL≈Rc
4元器件
4．1元器件清单
定值电阻元件（230ΩX1、1.07KΩX2、2.6KΩX1、10.7KΩX2、2.2KΩX2、22KΩX1、2.5KΩX1），晶体管X1（NPN,β>50），电容器（10uf25VX1,、10uf50VX1、47uf），电路板X1，电位器
4．2元器件说明
4.2.1电阻
集电极负载电阻Rc它将集电极电流的变化转换成集-射极之间电压的变化，以实现电压放大。Rc的值一般为几千欧至几十千欧。
偏置电阻Rb，它的作用是使发射结处于正向偏置，并提供大小适当的基极电流Ib。以使放大电路获得适合的工作点。Rb的阻值一般为几十千欧到几百千欧。
4.2.2电解电容
耦合电容C1、C2又称隔直电容，起通交流隔直流的作用。C1用来隔断放大电路与信号源之间的直流通路，而C2则用来隔断放大电路与负载之间的直流通路，使三者之间无直接联系，互不影响。另一方面又起到交流耦合的作用，保证交流信号畅通无阻地经过放大电路，沟通信号源、放大电路和负载三者之间的交流通路。通常要求耦合电容上的交流电压减小到可以忽略不计，即对交流信号可视为短路，因此电容值要取得较大，对交流信号频率其容抗近似为零。C1、C2一般为几微法至几十微法的电解电容器，在联结电路时，应注意电容器的极性，不能接错。
4.2.3 三极管
三极管VNP管，具有放大功能，是放大电路的核心。晶体管是放大电路中的放大元件，利用它的电流放大作用，在集电极电路获得放大了的电流，该电流受输入信号的控制。如果冲能量观点来看，输入信号的能量是较小的，而输出信号的能量是较大的，但这部能说放大电路把输入的能量放大了。能量是守恒的，输出的较大能量是来自直流电源Ucc。也就是能量较小的输入信号通过晶体管的控制作用，去控制电源Ucc所供给的能量，以在输出端获得一个能量较大的信号。这就是放大作用实质，而晶体管也可以说是一个控制元件。
4.2.4 电位器
电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器。与Rb1一起调节基极偏置电阻Rb它使发射结正向偏置，并向基极提供合适的基极电流。Rb一般为几十千欧至几百千欧。
5晶体管放大器的设计
5．1静态设计
VB≈RB2/(RB1+RB1)·UCC=20/（10+20）=2/3*12=8（V）
IC≈IE=(VB-UBE)/RE=（8-0.6）/2.2=7.4/2.2=3.3636（mA）
IB≈IC/β
UCE≈UCC-(RC+RE)IC=12-(1.07+2.2)*3.3636=12-10.99=1.01(V)
=200+(1+β)=(200+(1+50)*26/3.3636)=0.549kΩ
5．2动态设计
AU=UI/UO=-βRL´/rbe=-βRc/rbe=-50*1.07/0.594=-90
ri=RB1∥RB2∥rbe=10.7K∥20K∥0.594KΩ≈0.594KΩ
ru=Rc∥RL≈Rc=1.07KΩ
6放大器的组装与焊接
焊接材料包括焊料（俗称焊锡）和助焊剂（又叫焊剂）。常用的焊接材料有：松香焊锡丝、松香或松香酒精等。
1、焊料
一般要求焊料具有熔点低、凝固快的特点，熔融时应该有较好的浸润性和流动性，凝固后要有足够的机械强度。按照组成的成分，有锡铅焊料、银焊料、铜焊料等多种。在一般电子产品的装配焊接中，主要使用铅锡合金焊料，一般称为焊锡。
2、助焊剂
金属与空气接触以后，表面会生成一层氧化膜。温度越高，氧化越厉害。这层氧化膜会阻止液态焊锡对金属的浸润作用，犹如玻璃沾上油就会使水不能浸润一样。助焊剂就是用于消除氧化膜、保证焊锡浸润的一种化学剂。
3、阻焊剂
阻焊剂是一种耐高温的涂料，可将不需要焊接的部分保护起来，致使焊接只在所需要的部位进行，以防止焊接过程中的桥连，短路等现象发生，对高密度印制电路板尤为重要。1、焊接前准备
选用合适功率的电烙铁、选用合适的烙铁头、烙铁头的清洁和上锡、焊料和焊剂的使用应适当、印制电路板的可焊性检查及处理、搪锡处理（注意搪锡的方法与工艺）、元器件引线的整形、良好的工作环境。
2、手工焊接步骤
加热被焊工件→填充焊料→移动烙铁头 移去焊锡丝→移开电烙铁。
切忌用烙铁头直接熔化焊料，而将焊料简单地堆附在焊接点上，这样做很有可能掩盖了被焊工件因温度不够或氧化严重造成的虚焊、假焊现象。
当焊料的扩散范围达到要求，助焊剂尚未完全挥发，覆盖在焊接点表面形成一层薄膜时，是焊接点上温度最恰当，焊锡最光亮，流动性最强的时刻，应迅速移开电烙铁。正确的操作是，将电烙铁迅速回带一下，同时轻轻旋转沿焊点约45º方向迅速移开。
3、焊接注意事项
（1）烙铁头的温度应适当
（2）焊接时间应适当:焊接的时间通常控制在3秒以内。
（3）焊锡丝的拿法包括两种，连续锡焊时应将焊锡丝抓在左手中，焊接时用左手拇指和食指捏住送向烙铁头；断续锡焊时，焊锡丝也是用左手拇指和食指送往烙铁头，但焊锡丝不在手掌之中。
（4）点凝固过程中不要触动焊点。
（5）焊接耐热差的元器件时，可用尖嘴钳将元器件的引线夹住，使热量通过尖嘴钳散失，使元器件不致受热损坏。
（6）在焊接场效应管时，必须使用接地的电烙铁。如无接地条件，必须在电烙铁加热到焊接温度后，拔下电烙铁的电源插头，再进行焊接，以避免漏电击坏元器件。
（7）元器件焊接的先后顺序是先焊轻小型元器件和较难焊的元器件，后焊大型和较笨重的元器件，对外连接应最后焊接。通常可按电阻、电感、二极管、三极管、集成电路、大功率元器件的顺序焊接，其他元器件按先小后大的顺序焊接。
（8）在焊料冷却和凝固前，被焊部位必须可靠固定，不允许摆动和抖动，焊点自然冷却，必要时可采用散热措施以加快冷却。
（9）焊接时绝缘材料不应出现烫伤、烧焦、变形、裂痕等现象，不允许烫伤和损坏元器件。
（10）烙铁头的撤离法
烙铁头的主要作用是加热被焊件和熔化焊锡，同时，合理利用烙铁头还可控制焊料量和带走多余的焊料，这与烙铁头撤离时的方向和角度有关。
4、手工焊接方法：绕焊、钩焊、搭焊、插焊。
6．1电阻(正确使用手工焊接技术进行焊接)
6．2三极管(正确使用手工焊接技术进行焊接)
6．3电解电容(正确使用手工焊接技术进行焊接)
6．4电位器(正确使用手工焊接技术进行焊接)
7调试和测量
7．1 静态值，各电压各电流，静态工作点，放大倍数
实验电路如图所示，它的静态工作点估算方法为：
UB≈
IE＝
≈Ic
UCE = UCC－IC（RC＋RE）
实验中测量放大器的静态工作点，应在输入信号为零的情况下进行。
1） 没通电前，将放大器输入端与地端短接，接好电源线（注意12V电源位置）。
2） 检查接线无误后，接通电源。
3） 用万用表的直流10V挡测量UE = 2V左右，如果偏差太大可调节静态工作点（电位器RP）。然后测量UB、UC，记入表中。
4） 关掉电源，断开开关S，用万用表的欧姆挡（1×1K）测量RB2。将所有测量结果记入表中。
5）根据实验结果可用：IC≈IE＝
或IC＝
UBE＝UB－UE
UCE＝UC－UE
计算出放大器的静态工作点。
各仪器与放大器之间的连接图
关掉电源，各电子仪器可按上图连接，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起后接在公共接地端上。
1）检查线路无误后，接通电源。从信号发生器输出一个频率为1KHz、幅值为25mv（用毫伏表测量ui）的正弦信号加入到放大器输入端。
2）用示波器观察放大器输出电压的波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下表中三种情况下的输出电压值，记入表中。
3）用双踪示波器观察输入和输出波形的相位关系，并描绘它们的波形。
7．2 动态值，交流电压放大测量，静态工作点调节
静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。
如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时u。的负半周将被削底；
如工作点偏低则易产生截止，即u。的正半周被缩顶(一般截止失真不如饱和失真明显)。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态测试，即在放大器的输入端加入一定的ui，以检查输出电压u。的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。
7．3 核算设计值
实测的静态工作点与理论值基本一致， 实测UBE＝UB－UE＝0.6V，而理论为0.7V，产生误差的原因可能是UB、UE的值接近，这种接近的两个量相减的间接测量，则合成相对误差就比较大了。
7．4 测量最大输出交流电压，放大器的通频带
最大输出交流电压是2V，放大电路的频带宽度定义为fbw=fH-fL.频带越宽，表示放大电路能够放大的频率范围越大。
8放大器的主要技术指标
对电压放大器关心的主要技术指标有电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、输入范围、输出范围、工作点、非线性失真THD、频率特性等一参数九指标，主要要求是工作点合适、电压放大倍数、输入电阻、输出范围尽可能大，频带尽可能宽，非线性失真THD、输出电阻尽可能小。
① RL越大，AV越大；RL越小，AV越小；
② RC越大，AV越大；RC越小，AV越小； AV与RL//RC成正比。实验满足
公式。
③输入ui与输出uo的波形相位相反。
9总结
通过一周的电工电子技术实践，培养了我严谨、认真的学习态度。在巩固基础知识的同时也提高了我的动手实践能力，同学间的互相探讨和操作交流增进了我们的实践及设计效率，及在老师的指导下设计出了符合要求的放大电路。这次实践让我认识了更多的电子元器件，学会了如何检测电子元器件是否能够使用，如何使用电烙铁，如何焊接电路板，能够对电路板进行检测和故障的排除，也更加熟悉了单管放大电路的基本原理。这次实践也提高了我的操作能力，识图能力，及简单电路的制作方法。在这次设计过程中，体现出自己单独设计电路的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、收获自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。在此感谢老师.，严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次电路设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。
参考文献
《电工学》（第七版）（上下册）秦曾煌主编 高等教育出版社
《模拟电子技术基础》 王卫东 电子工业出版社