实验报告     班级03051001      学号2010300784     姓名 张腾

晶体管单级放大器

一、实验目的

1.      掌握使用Multisim分析单级放大器主要性能指标的工作方法。

2.      掌握晶体管放大器静态工作点的测试和调整方法，观察静态工作点对放大器输出波形的影响。

3.      测量放大器的放大倍数、输入电阻和输出电阻。

二、实验原理

实验电路如图2.1－1所示，采用基极固定分压式偏置电路。电路在接通直流电源V_cc而未加入信号（V_i=0）时，三极管三个极电压和电流称为静态工作点，即

图2.1－1

V_BQ=R₂V_CC/(R₂+R₃+R₇)        （2.1-1）

I_CQ=I_EQ=(V_BQ-V_BEQ)/R₄         （2.1-2）

I_BQ=I_EQ/β                （2.1-3）

V_CEQ＝V_CC－I_CQ（R₅＋R₄）     （2.1-4）

1.静态工作点的选择和测量

放大器的基本任务是不失真的放大小信号。为了获得最大不失真输出电压，静态工作点应选在输出特性曲线上交流负载线的中点。若工作点选的太高，则容易引起饱和失真；而选的太低，又易引起截止失真。

静态工作点的测量是指在接通电源电压后放大器输入端不加信号时，测量晶体管的集电极电流I_CQ和管压降V_CEQ。其中V_CEQ可直接用万用表直流电压档测C-E极间的电压既得，而I_CQ的测量则有直接法和间接法两种：

（1） 直接法：将万用表电流档串入集电极电路直接测量。此法精度高，但要断开集电极回路，比较麻烦。

（2） 间接法：用万用表直流电压档先测出R₅上的压降，然后根据已知R₅算出I_CQ，此法简单，在实验中常用，但其测量精度差。为了减小测量误差，应选用内阻较高的电压表。

　　当按照上述要求搭好电路，在输入端引入正弦信号，用示波器观察输出。静态工作点具体的调节步骤如下：

根据示波器上观察到的现象，做出不同的调整动作，反复进行。当加大输入信号，两种失真都出现，减小输入信号，两种失真同时消失，可以认为此时的静态工作点正好处于交流负载线的中点，就是最佳的静态工作点。去掉输入信号，测量此时的V_CQ,就得到了静态工作点。

2.电压放大倍数的测量

电压放大倍数是指放大器的输入电压Ui输出电压Uo之比

A_V=U_O/U_i   （2.1-5）

用示波器分别测出U_O和U_i，便可按式（2.1-5）求得放大倍数，电压放大倍数与负载R₆有关。

3. 输入电阻和输出电阻的测量

（1）输入电阻Ri用电流电压法测得，电路如图2.1-3所示。在输入回路中串接电阻R=1kΩ，用示波器分别测出电阻两端电压V_i和V_s，则可求得输入电阻R_i为

R_i=V_i/R_i=V_i×R/（V_s-V_i）  （2.1-6）

图2.1-3

电阻R不宜过大，否则引入干扰；也不宜过小，否则误差太大。通常取与Ri同一数量级。

（2）输出电阻R_o可通过测量输出端开路时的输出电压V_o’，带上负载R₆后的输出电压V_o。

R_o=（V_o’/V_o-1）×R₆       （2.1-7）

三、实验步骤

1.      静态工作点的选择和测量（实验室操作）

（1）按照实验电路在面包板上连接好，布线要整齐、均匀，便于检查；镜检查无误接通12V直流电源。

（2）在放大电路输入端加入1KHz、幅度为20mV的正弦信号，输出端接示波器，调节电位器，使示波器所显示的输出波形不失真，然后关掉信号发生器的电源，使输入电压V_i=0，用万用表测量三极管三个极分别对地电压，V_E，V_B，V_C，V_CEQ，I_CQ,根据I=V/R算出I=I。记录测量值，并与估算值进行比较。

2.电压放大倍数的测量（计算机仿真）

输入信号是1kHz，幅度是20mVpp正弦信号，利用实验原理中的公式（2.1-5）分别计算输出端开路和R₆=2kΩ时的电压放大倍数，并用示波器双踪观察V_o和V_i的相位关系。

3.输入电阻和输出电阻的测量（计算机仿真）

（1）用示波器分别测出电阻两端的V_s和V_i，用式（2.1-6）便可计算R_i的大小。

（2）根据测得的负载开路时的电压V_o’和接上2kΩ电阻时的输出电压V_o，用式（2.1-7）可算出输出电阻R_o。

四、实验结果

                             静态工作点

放大电路动态指标测试、计算结果

负载开路，测电压放大倍数

负载接通，测电压放大倍数

第二篇：晶体管单级放大器实验报告

2.1 晶体管单级放大器

一、实验目的

（1） 掌握用Multisim 仿真软件分析单级放大器主要性能指标的方法；

（2） 掌握晶体管放大器静态工作点的测试和调整方法，观察静态工作点对放大器输出波形的影响；

（3） 测量放大器的放大倍数、输入电阻和输出电阻。

二、实验原理

    1. 静态工作点的选择和测量

    静态工作点的测量是指在接通电源电压后放大器输入端不加信号时，测量晶体管集电极电流和管压降。其中可直接用万用表直流电压档测得，而可用万用表先测出电压降，再计算得出的值。

     为了获得最大不失真的输出电压，静态工作点应选在输出特性曲线上交流负载线的中点。若工作点选的太高则易引起饱和失真，而选的太低，又易引起介质失真。

因此，静态工作点的调整，就是用示波器观察输出波形，让输出信号达到最大限度的不失真。

根据示波器上观察到的现象，做出不同的调整动作，反复进行。当加大输入信号，两种失真同时出现，减小输入信号，两种失真同时消失，可以认为此时的静态工作点正好处于交流负载线的中点，就是最佳的静态工作点。去掉输入信号，测量此时的,就得到了静态工作点。

2. 电压放大倍数的测量

   

用示波器分别测出输出电压和输入电压，便可求得电压放大倍数。

3. 输入电阻和输出电阻的测量

放大电路的输入电阻可用电流电压法求得。在输入回路中串接一外接电阻R，用示波器分别测出电阻两端的电压和，则

                  （2.1-6）

（2） 放大电路的输出电阻可通过测量放大电路输出端开路时的输出电压，带上负载后的输出电压，经计算求得：

                   （2.1-7）

三、实验内容

   1. 静态工作点的调整和测量

    实验仿真电路如图所示

    在输入端加入1kHz、幅度为20mV（峰-峰值）的正弦波，调节电位器，使示波器所显示的输出波形达到最大不失真。

撤掉信号发生器，使输入信号电压，用万用表测量三极管三级分别对地的电压，并计算出。

2. 电压放大倍数的测量

（1）输入信号为1kHz、幅度为20mV（峰峰值）的正弦信号，输出端开路时，用示波器分别测出的大小，并计算电压放大倍数。

（2）放大电路输出端接入2kΩ的负载电阻，保持输入电压不变，测出此时的输出电压，并计算电压放大倍数。

3. 输入电阻和输出电阻的测量

（1）用示波器分别测出电阻两端的电压和，利用式（2.1-6）计算输入电阻；

（2）根据测得的和，利用式（2.1-7）计算输出电阻。

四、实验结果

 静态工作点

最大不失真波形图

   由图可知，与相位相差。

                                       放大电路动态指标测试、计算结果

五、实验心得

通过这次实验，我了解了Multisim仿真软件的使用方法，掌握了晶体管放大器静态工作点的测试和调整方法，掌握了测量放大电路放大倍数、输入电阻和输出电阻的方法。

在实验过程中有了一定的排除故障的能力，并对仿真产生了兴趣。