实验五 射极跟随器
一、实验目的
1、 掌握射极跟随器的特性及测试方法
2、 进一步学习放大器各项参数测试方法
二、实验原理
射极跟随器的原理图如图5-1所示。射极跟随器的输出取自发射极,故称其为射极输出器。 它是一个电压串联负反馈放大电路,它具有输入电阻高,输出电阻低,电压放大倍数接近于1。输出电压能够在较大范围内跟随输入电压作线性变化以及输入、输出信号同相等特点。
图5-1 射极跟随器实验电路
1、输入电阻Ri
Ri=rbe+(1+β)RE
如考虑偏置电阻RB和负载RL的影响,则
Ri=RB∥[rbe+(1+β)(RE∥RL)]
由上式可知射极跟随器的输入电阻Ri比共射极单管放大器的输入电阻Ri=RB∥rbe要高得多,但由于偏置电阻RB的分流作用,输入电阻难以进一步提高。
,即只要测得A、B两点的对地电位即可计算出Ri。
2、输出电阻RO
如考虑信号源内阻RS,则
由上式可知射极跟随器的输出电阻R0比共射极单管放大器的输出电阻RO≈RC低得多。三极管的β愈高,输出电阻愈小。
输出电阻RO的测试方法亦同单管放大器,即先测出空载输出电压UO,再测接入负载RL后的输出电压UL,根据
即可求出 RO
3、电压放大倍数
≤ 1
上式说明射极跟随器的电压放大倍数小于近于1,且为正值。这是深度电压负反馈的结果。但它的射极电流仍比基流大(1+β)倍,所以它具有一定的电流和功率放大作用。
4、电压跟随范围
电压跟随范围是指射极跟随器输出电压uO跟随输入电压ui作线性变化的区域。当ui超过一定范围时,uO便不能跟随ui作线性变化,即uO波形产生了失真。为了使输出电压uO正、负半周对称,并充分利用电压跟随范围,静态工作点应选在交流负载线中点,测量时可直接用示波器读取uO的峰峰值,即电压跟随范围;或用交流毫伏表读取uO的有效值,则电压跟随范围
U0P-P=
三、实验设备与器件
1、+12V直流电源 2、函数信号发生器
3、双踪示波器 4、交流毫伏表
5、直流电压表 6、频率计
7、3DG12×1 (β=50~100)或9013 8、 电阻器、电容器若干。
四、实验内容
按图5-1组接电路
1、静态工作点的调整
接通+12V直流电源,调节Rw,使UE=2mA,再用万用表直流电压档分别测量UE、UB、UC,将测得数据记入表5-1。
在下面整个测试过程中应保持RW值不变(即保持静工作点IE不变)。
2、测量电压放大倍数Av
接入负载RL=1KΩ,在B点加f=1KHz正弦信号ui,调节输入信号幅度,用示波器观察输出波形uo,在输出不失真情况下,用交流毫伏表测Ui、UL值。记入表5-2。
3、测试频率响应特性
保持输入信号ui幅度不变,改变信号源频率,用示波器监视输出波形,用交流毫伏表测量不同频率下的输出电压UL值,记入表5-3。
4、测量输出电阻R0
接上负载RL=1K,在B点加f=1KHz正弦信号ui,用示波器监视输出波形,测空载输出电压UO,有负载时输出电压UL,记入表5-4。
5、测量输入电阻Ri
在A点加f=1KHz的正弦信号uS,用示波器监视输出波形,用交流毫伏表分别测出A、B点对地的电位US、Ui,记入表5-5。
6、测试跟随特性
接入负载RL=1KΩ,在B点加入f=1KHz正弦信号ui,逐渐增大信号ui幅度,用示波器监视输出波形直至输出波形达最大不失真,测量对应的UL值,记入表5-6。
五、实验报告
1、 整理实验数据,并画出曲线UL=f(Ui)及UL=f(f)曲线。
2、 分析射极跟随器的性能和特点。
六、思考题
1、射极跟随器的输入信号和输出信号在相位上是什么关系?
2、射极跟随器的电压放大倍数小于1,对电流和功率有无放大作用?为什么?