实验三   三极管射极跟随器

一、实验目的

1.掌握三极管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的测试方法。

二、实验设备与器件

1.TX0833 19　电源板（±5V）

2.TX0533 25双路直流稳压电源

3.TX0531 29多功能信号发生器

4.双踪示波器

5.交流毫伏表

6.TX0533 26频率计

7.TX0531 18直流电压表

8.TX0833 02电子学综合实验板Ⅱ

三、实验内容

1.按图5-1连接好一个三极管射随器电路。[先检查元器件导线，在连线，先直流后交流]

2.三极管射随器直流工作点的调整

    接通＋5V[旧+15V]直流电源，用信号源在B点加入f=1kHz正弦波信号u_i，用示波器观测三极管发射极的电压波形，反复调整R_Ｗ[1M]及信号源的输出幅度，在调整过程中，在示波器上获得一个最大而又不失真的波形，然后置u_i=0。用直流电压表测量三极管9013各电极对地电位（即u_E、u_B、u_C），将其数值记入表5-1。

注：在后面的各项测试及实验过程中，应始终保持R_Ｗ不变，即I_B不变，也即保证该三极管射随器的直流工作点不变。

表5-1

3.测量电压放大倍数A_u

　　将开关K合上，加上该放大器负载R_L=2.7k，用信号源在B点加入f=1kHz的正弦波信号u_i，不断调节输入信号u_i的电压幅度，用示波器观测u_O，在u_O最大且不失真情况下，用交流毫伏表测u_i，u_L值，并将其记入表5-2。

表5-2

4.测量输出电阻R_O

将开关K合上或打开，使该放大器分别处于有载和空载两个状态。（负载R_L=1kΩ），用信号源在B点加入f=1kHz，u_i=（0.1～0.5）V的正弦波信号，用示波器监测输出波形，用交流毫伏表分别测出有载和空载两个状态下的u_L与u_O值。并将其代入输出电阻计算公式，算出R_O值，一并记入表5-3。（空载为u_O，有载为u_L）

表5-3

5.测量输入电阻R_i

    使用信号源从A点送入f=1kHz的正弦波信号u_S，用示波器监测输出波形，用交流毫伏表分别测出A，B点对地的电位u_S、u_i，记入表5-4。

表5-4

6.测试跟随特性

    将开关K合上，加上该放大器负载R_L=1kΩ，用信号源在B点加入f=1kHz正弦波信号u_i，保持f不变，逐渐增大u_i幅度，用示波器监视输出波形，在输出最大且不失真的情况下，用交流毫伏表测量对应的u_i、u_L值，将其记入表5-5。

表5-5　　　R_L=1kΩ　f=1kHz

注：表5-5中为逐渐增大u_i幅度而记下的六个u_i数值及所对应的六个u_L数值

7.测试该三极管射随器的频率响应特性

    用信号源输入信号u_i=（0.1～0.2）V，并保持u_i幅度不变，改变输入信号频率，用示波器监视输出波形，在输出波形不失真的情况下，用交流毫伏表测量不同频率下所对应的输出电压u_L值，并将其记入表5-6。

表5-6

四、按要求写出实验报告

    实验报告的要求、格式和内容 请进校园内网：攀枝花学院→网络学堂→电气信息工程学院→电工电子技术基础→实验指导→模电实验

第二篇：三极管共射放大电路(模电实验)

 实验报告

课程名称：模拟电子技术基础实验             指导老师：##          成绩：__________________

实验名称：三极管共射极放大电路      实验类型：直接测量型           同组学生姓名：__________

一、实验目的和要求（必填）                                       二、实验内容和原理（必填）

三、主要仪器设备（必填）                                          四、操作方法和实验步骤

五、实验数据记录和处理                                              六、实验结果与分析（必填）

七、讨论、心得

一．实验目的和要求

1、学习基本放大器的参数选取方法、安装与调试技术；

2、掌握放大器静态工作点的测量与调整方法，了解在不同偏置条件下静态工作点对放大器性能的影响；

3、学习放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及频率特性等指标的测试方法；

4、了解静态工作点与输出波形失真的关系，掌握最大不失真输出电压的测量方法；

5、进一步熟悉示波器、函数信号发生器、交流毫伏表的使用。

二．实验内容和原理

1、  静态工作点的调整和测量

2、  电压放大倍数的测量

3、  输入电阻和输出电阻的测量

4、  观察静态工作点对输出波形的影响

5、  放大电路上限频率fH、下限频率fL的测量

三极管共射极放大电路原理图：

三、主要仪器设备

1、稳压电源  2、信号发生器  3、晶体管毫伏表  4、示波器  5、放大电路板

四、操作方法和实验步骤

1. 静态工作点的调整和测量

1)        按所设计的放大器的元件参数焊接电路，根据电路原理图仔细检查电路的完整性和焊接质量。

2)      开启直流稳压电源，将直流稳压电源的输出调整到12V，并用万用表检测输出电压，确认后，关闭直流稳压电源。

3)        将放大器电路板的工作电源端与12V直流稳压电源接通。然后，开启直流稳压电源。此时，放大器处于工作状态。

4)      调节电位器RP，使电路满足设计要求（ICQ＝1.5mA）。为方便起见，测量ICQ时，一般采用测量电阻Rc两端的压降URc，然后根据ICQ =URc／Rc计算出ICQ 。

5)      测量晶体管共射极放大电路的静态工作点，并将测量值与理论估算值记录在下表中。

注意事项：

①       要充分考虑到万用表直流电压档内阻对被测电路的影响 。

②     如果测出UCEQ＜0.5V，则说明三极管已经饱和；如果UCEQ≈+UC则说明三极管已经截止。

③     晶体管若VBEQ ＞2V，估计该晶体管已被击穿。

Rw1= 43.8kΩ      Rw2=9.8kΩ

2.电压放大倍数的测量

1)        保持放大器的静态工作点不变，调节函数信号发生器，使其输出频率f＝1kHz、幅度为10mV的正弦波，并将它加到放大电路的输入端，作为信号源电压Us。不接输出负载电阻，即：RL＝∞(开路)。放大电路的输出端接示波器，观察示波器所显示的输出电压Uo，当波形无失真现象时，用交流毫伏表分别测出Us、Ui、U’ o（ RL＝∞）的大小，将其值记录在下表中。然后根据公式算出电压放大倍数Au。

2)      增大输入信号幅度，用示波器监视输出波形、交流毫伏表测出最大不失真输出电压Uomax，并记录在下表中。

3)        放大电路输出端接入负载电阻RL= 3KΩ ，保持函数信号发生器输出频率f＝1kHz、幅度为10mV的正弦波不变，测出此时的输出电压Uo（ RL= 3KΩ ），将其值记录在下表中。然后根据公式计算电压放大倍数Au，并分析负载对放大电路电压放大倍数的影响。

4)        增大输入信号幅度，用示波器监视输出波形、交流毫伏表测出最大不失真输出电压Uomax，并记录在下表中。

5)      用示波器双踪观察Uo和Ui的波形，测出它们的大小和相位。并将波形画在同一坐标纸上。

3. 输入电阻和输出电阻的测量

1)        输入电阻：放大电路的输入电阻Ri可用电流电压法测量求得，调试电路如图所示。图中R为已知外接电阻，用交流毫伏表分别测出Us和Ui，然后根据下式可求得放大电路的输入电阻Ri，即

 

2)        .输出电阻:放大电路的输出电阻Ro可通过测量放大电路输出端开路时的输出电压U’o，带上负载RL后的输出电压Uo，经计算求得，测试电路如图所示。

 

4. 观察静态工作点对输出波形的影响

在ICQ＝1.5mA，RL=∞情况下，将频率为1KHz的正弦信号加在放大器的输入端，增大输入信号幅度，监视输出电压Uo仍保持不失真的正弦波。 

a)       将电位器RP的阻值调为最大，此时静态电流ICQ下降，用示波器观察输出波形是否出现失真、记录此时的波形，并测出相应的集电极静态电流 。若失真不够明显，可适当增大Us。

UR5=7.04V    ICQ=2.13mA

b)      将电位器RP的阻值调为最小，此时静态电流ICQ增大，观察输出波形失真的变化，记录此时的波形，并测出相应的集电极静态电流 。

根据上述两种情况下所观察到的波形，说明集电极偏置电流的大小对放大电路输出动态范围的影响。

a)       ICQ ↑，Uo出现饱和失真；

b)      ICQ↓，Uo出现截止失真；

c)       ICQ正常，具有较大的加大输入信号不失真。             

5. 放大电路上限频率fH、下限频率fL的测量

放大电路的通频带：通常当电压增益下降到中频增益0.707倍时(按功率分贝数即下降3dB)所对应的上下限频率用 fH和 fL表示，如图所示，则fH与fL之间的范围就称为放大电路的通频带宽度BW。即BW= fH-fL。

 

测量方法：在ICQ＝1.5mA，RL=∞情况下，将频率为1KHz的正弦信号加在放大器的输入端，增大输入信号幅度，监视输出电压Uo仍保持不失真的正弦波。 用交流毫伏表测出此时输出电压值Uo；保持信号源输出信号幅度不变，改变信号源输出频率（增加或减小） ，当交流毫伏表测数的输出电压值达到Uo×0.707值时，停止信号源频率的改变，此时信号源所对应的输出频率即为上限频率fH或下限频率fL。

五、思考题

1. 在测试放大器的各项参数时，为什么要用示波器监视输出波形不失真？

答：测试各项参数必须在放大器正常工作的基础上进行的，因此要保证放大电路不出现失真，示波器观察简易可行，确保测得的各项参数有意义。

1. 在测试Au、Ri和Ro时，怎样选择输入信号Ui的大小和频率？

答：应该选择中频信号作为输入信号，幅频特性的变化较为平坦，信号大小不使电路出现失真，实际操作中一般取1KHz正弦波作为输入信号，信号大小一般取峰峰值10-20mV。

1. 测试中，如果将信号源、毫伏表、示波器中的任一仪器的二个测试端上接线换位（即各仪器的接地端不再连在一起）。此时示波器上的波形将发生什么变化？

答：将会出现干扰信号，使波形不稳定。

1. 用示波器同时观察放大电路输入、输出波形的相位关系时，示波器上有关按钮应置什么位置？

答：按下CHOP按钮，其他按钮弹起。

1. 当静态工作电流ICQ通过测量VE或VC来间接地得到时，分析万用表内阻对测量误差的影响。

答：万用表的内阻分流，导致电压减小，从而使测量值偏小。

1. 试分析电路中的Re、Ce起什么作用？

答：Re的作用是分压以及限制静态工作电流ICQ的大小。Ce的作用是交流分析时短路Re。

1. 如何判断放大器的截止和饱和失真？当出现这些失真时应如何调整静态工作点？

饱和失真时，波形出现削顶，降低ICQ，截止失真时，波形出现缩顶，升高ICQ。

六、误差分析

1. 电压放大倍数实测值比理论值偏小，可能是由于电容具有一定的分压作用，万用表的内阻对电阻的测量也有影响。静态工作点的误差是由万用表的测量误差引起的，元件的标称值与其真实值之间也存在误差。
2. 输入电阻、输出电阻实测值较理论值偏大，可能是电路元件本身的误差，读书时的误差引起的。
3. 输出电压波形与输入电压波形相位差180度。

七、实验心得

通过本次实验，进一步了解了三极管共射放大电路放大特性的相关知识，了解了放大器的最大不失真输出电压与静态工作点之间的关系，学会了在实际电路测量中（如输入电阻测量）一些常用的间接测量的方法，对示波器以及信号发生器的使用又有了进一步的认识。

饱和失真的波形

截止失真的波形

Uo和Ui的波形