晶体管共射极单管放大器

    

班级：电子093

姓名：摩西

学号：46号

指导老师：康城

日期：20##-04-28

目录

一、实验目的

二、实验仪器

三、实验原理

四、实验内容

五、心得体会

一、实验目的

1．掌握放大器静态工作点的调试方法，学会分析静态工作点对放大器性能的影响。

2．掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。

3．熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。

二、实验仪器

1．双踪示波器

2．万用表

3．交流毫伏表

4．信号发生器

三、实验原理

         

                      图2-1 共射极单管放大器实验电路

图2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用R_B2和R_B1组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R_E，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号U_i后，在放大器的输出端便可得到一个与U_i相位相反，幅值被放大了的输出信号U₀，从而实现了电压放大。

   在图2-1电路中，当流过偏置电阻R_B1和R_B2的电流远大于晶体管T的基极电流I_B时（一般5~10倍），则它的静态工作点可用下式估算，U_CC为供电电源，此为+12V。

                          （2-1）                        

                          （2-2）

                    （2-3）

  电压放大倍数

                              （2-4）

  输入电阻                                        （2-5）

  输出电阻                  

                         

放大器静态工作点的测量与调试

1）静态工作点的测量

  测量放大器的静态工作点，应在输入信号U_i=0的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的数字万用表，分别测量晶体管的集电极电流I_C以及各电极对地的电位U_B、U_C和U_E。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压，然后算出I_C的方法，例如，只要测出U_E，即可用算出I_C（也可根据，由U_C确定I_C），同时也能算出。

2）静态工作点的调试

   放大器静态工作点的调试是指对三极管集电极电流I_C（或U_CE）调整与测试。

   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的影响。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_O的负半周将被削底，如图2-2（a）所示，如工作点偏低则易产生截止失真，即u_O的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图2-2（b）所示。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调试，即在放大器的输入端加入一定的u_i，检查输出电压u_O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。

 

              (a)饱和失真                         (b)截止失真

图2-2  静态工作点对U0波形失真的影响

改变电路参数U_CC，R_C，R_B（R_B1，R_B2）都会引起静态工作点的变化，如图2-3所示，但通常多采用调节偏电阻R_B2的方法来改变静态工作点，如减小R_B2，则可使静态工作点提高等。

最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言，如信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切的说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如须满足较大信号的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。

四、实验内容

在实验箱的晶体管系列模块中，按图2-1所示连接电路：DTP5作为信号Ui的输入端，DTP4（电容的正级）连接到DTP26（三极管基极），DTP26连接到DTP57，DTP63连接到DTP64（或任何GND），DTP26连接到DTP47（或任何10K电阻），再由DTP48连接到100K电位器（R_W）的“1”端，“2”端和“3”端相连连接到DTP31，DTP27（三极管射极）连接到DTP51，DTP27连接到DTP59（或DTP60），DTP24连接到DTP32（或DTP33），DTP25先不接开路，最后把电源部分的+12V连接到DTP31。

1）放大器频率特性的测量

放大器的频率特性是指放大器的电压放大倍数A_V与输入信号频率f之间的关系曲线。单管阻容耦合放大电路的幅频特性曲线如图2-6所示：

                        图2-6 幅频特性曲线

A_vm为中频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频放大倍数的1/倍，即0.707A_vm所对应的频率分别称为下限频率f_L和上限频率f_H，则通频带

f_BW=f_H-f_L                                   （2-11）

放大器的幅频特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数A_V。为此可采用前述测A_V的方法，每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数，测量时要注意取点要恰当，在低频段与高频段要多测几点，在中频可以少测几点。此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变，且输出波形不能失真。

 五、心得体会

通过这次实验，让我了解到了晶体管共射极放大器的基本工作原理，学会了分析静态工作点对放大器的性能影响，掌握了放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法，还有就是熟悉了常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用方法。在这次的实验操作过程中，我们要用到很多的实验器材，而且比较复杂，在连接的时候，比较容易出错，所以我们都非常认真的完成这次的实验操作。模拟电子电路是抽象的一门科学，在学习的过程中我们和实验相结合的方法来学习它，这让我们更加容易理解它。

第二篇：晶体管共射极单管放大器 实验报告2

        

肇庆学院

晶体管共射极单管放大器 实验报告

一、实验设备

D2X-1型 电子学综合实验装置，示波器，导线若干。

二、实验原理

图2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用R_B1和R_B2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R_E，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号u_i后，在放大器的输出端便可得到一个与u_i相位相反，幅值被放大了的输出信号u_o，从而实现了电压放大。

图2-1

在图2－1电路中，当流过偏置电阻R_B1和R_B2的电流远大于晶体管T的基极电流I_B时（一般5～10倍），静态工作点Q可用下列公式估算：

 

电压放大倍数: 

　　由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，必须测量和调试。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。

　　放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。

　　1. 放大器静态工作点的测量与调试

　（1）静态工作点的测量

　　测量放大器的静态工作点，应在输入信号u_i＝0的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流I_C以及各电极对地的电位U_B、U_C和U_E。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压U_E或U_C，然后算出I_C的方法，例如，只要测出U_E，即可用

 算出IC（也可根据  ，由U_C确定I_C），同时算出U_BE＝U_B－U_E，U_CE＝U_C－U_E。

为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。

　　（2）静态工作点的调试

放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流I_C（或U_CE）的调整与测试。

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_O的负半周将被削底，如图2－2(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即u_O的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图2－2(b)

所示。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调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压u_i，检查输出电压u_O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。

                            （a）                                                      （b）

 　　　　　图2－2  静态工作点对uO波形失真的影响

 改变电路参数U_CC、R_C、R_B（R_B1、R_B2）都会引起静态工作点的变化，如图2－3所示。但通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点，如减小R_B2，则可使静态工作点提高等。

    图2－3  电路参数对静态工作点的影响

 　　工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。

　2. 放大器动态指标测试

　　放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压（动态范围）和通频带等。

　（1）电压放大倍数A_V的测量

　　调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压u_i，在输出电压u_O不失真的情况下，用交流毫伏表测出u_i和u_o的有效值U_i和U_O，则

      

三、实验内容

实验电路如图2－1所示

1. 调试静态工作点

接通直流电源前，先将RW调至最大， 函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通＋12V电源、调节RW，使IC＝2.0mA（即UE＝2.0V）， 用直流电压表测量U_B、U_E、U_C及用万用电表测量R_B2值。记入表2－1。

表2-1       I_C=2mA

2. 测量电压放大倍数

在放大器输入端加入频率为1KHz的正弦信号u_S，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器

输入电压U_i≈10mV，同时用示波器观察放大器输出电压u_O波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的U_O值，并用双踪示波器观察u_O和u_i的相位关系，记入表2－2。u_o和u_i波形如图2-2

表2-2       I_C=2.0mA U_i=184.00mV

图2-2

3. 观察静态工作点对电压放大倍数的影响

置R_C＝2.4KΩ，R_L＝∞，U_i适量，调节R_W，用示波器监视输出电压波形，在u_O不失真的条件下，测量数组I_C和U_O值，记入表2－3。

表2-3        R_C=2.4KΩ R_L=∞ U_i=184.0mV

测量I_C时，要先将信号源输出旋钮旋至零（即使U_i＝0）。

四、实验结论

R_c越大，电压放大倍数越大、输入电阻不受影响、输出电阻越大。

静态工作点中电流越大，电压放大倍数越大、输入电阻越小、输出电阻不受影响。但静态工作点太大或太小容易导致三极管进入饱和或截止。