实验报告
课程名称：电路与电子技术实验II 指导老师：沈连丰 成绩：__________________
实验名称：三极管共射极放大电路 实验类型：________________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、学习共射放大电路的设计方法、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、学习放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及频率特性等性能指标的测试方法；
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
1、静态工作点的调整和测量；
2、RL＝∞及 RL＝2K时，电压放大倍数的测量；
3、输入电阻和输出电阻的测量；
4、放大电路上限频率fH、下限频率fL的测量（RL＝2K时）；
5、观察静态工作点对输出波形的影响。
三、实验器材
NPN型三极管、实验电路板、示波器、函数信号发生器、HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源、万用表、导线若干。
四、实验电路
五、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。12.05V
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RW1，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（这里为 R5 ）两端的压降VRc，然后根据ICQ =VRc／Rc 计算出ICQ。（间接测量、采用万用表）
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。
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VCEQ＜0.5V，则说明三极管已经饱和；如果VCEQ≈+VCC 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。
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100mV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（改用示波器）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（改用示波器）测出最大不失真输出电压Uomax，并记录在下表中。测量时通常以饱和失真为准(当Q点位于中间时)。
3、放大电路输出端接入负载电阻RL=2kΩ，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=2kΩ），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（改用示波器）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（可用 图片）。
3、输入电阻和输出电阻的测量
1、放大电路输入电阻的测量
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Rs为已知外接电阻，用交流毫伏表（改用示波器）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、放大电路输出电阻的测量
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（改用示波器），带上负载RL后的输出电压Uo（改用示波器），经计算求得。测试电路如图所示。由此可求得输出电阻为
。
4、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=2kΩ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（改用示波器）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（改用示波器）测出的输出电压值达到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。
5、观察静态工作点对输出波形的影响
在做最后一个实验之前，应一直保持静态工作点不变（ICQ＝1.5mA）。如果不小心调了电位器RW1，则应重新进行静态调试，然后再继续完成各个实验。
在ICQ＝1.5mA，RL= 2kΩ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)RW1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。（可用图片）
b)位器RW1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。（可用图片）
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。
六、实验数据记录和处理
1. 静态工作点的调整和测量
2、电压放大倍数的测量
观察波形可以发现输出电压波形与输入电压波形的相位差半个周期。
3、输入电阻和输出电阻的测量
4、放大电路上限频率fH、下限频率fL的测量
当RL=∞时，记录输入信号频率f＝1kHz时的电压输出值，用示波器监视的幅值，保证输入电压幅值不变，如在测量过程中出现变化，需要及时调整Vi的幅值。增大Vi频率，使Vo下降到0.707Vo时，对应的信号频率为输出电压的上限频率fH；同理，减小Vi频率，使下Vo降到0.707Vo时，对应的信号频率为输出电压的下限频率fL。
实验时，RL=2k，输入信号Vo=578.0mV，0.707Vo=408.7mV，Vi=9.668mV，在测量过程中，用示波器监测Vi幅值，同时配合调节其幅值和频率，至Vo近似等于408.7mV，得到：
fL=137.1HZ；
fH=152kHZ。
5、观察静态工作点对输出波形的影响
ICQ↓，静态工作点下移，Uo出现截止失真：
ICQ↑，静态工作点上移，Uo出现饱和失真：
最大不失真电压幅度约为220mV。
七、实验结果与分析
1、静态工作点的测量结果与理论差距不大，测量时也比较成功，没有遇到什么大的障碍。
2、测得的在带负载和开路下的电压放大倍数Av虽与理论有所偏差仍可接受。
3、在最后测静态工作点下以及在其他静态工作点下的最大不失真电压时，饱和失真临界在示波器上容易识别，可是截止失真的临界比较模糊，因此可能导致误差。
4、测上下限频率时，要在调节频率的同时监控输入波形的幅值并保持其基本不变，因此所测得结果可能会偏差较大。
八、心得体会
通过本次实验，我熟悉了共射放大电路的设计方法、安装与调试技术，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，加深了对共射放大电路放大特性的理解，受益匪浅。并且通过示波器测了不同静态工作点时的输出电压波形，了解了电压波形的截止失真与饱和失真。虽然调波形时遇到了很多困难，但是都慢慢被我克服，在调试的过程中我进一步熟悉了示波器和函数信号发生器的使用。
2015.04.09
第二篇：三极管放大电路实验报告
三极管放大电路
1、问题简述：
要求设计一放大电路，电路部分参数及要求如下：
（1） 信号源电压幅值：0.5V；
（2） 信号源内阻：50kohm；
（3） 电路总增益：2倍；
（4） 总功耗：小于30mW；
（5） 增益不平坦度：20 ~ 200kHz范围内小于0.1dB。
2、问题分析：
通过分析得出放大电路可以采用三极管放大电路。
2.1 对三种放大电路的分析
（1）共射级电路要求高负载，同时具有大增益特性；
（2）共集电极电路具有负载能力较强的特性，但增益特性不好，小于1；
（3）共基极电路增益特性比较好，但与共射级电路一样带负载能力不强。
综上所述，对于次放大电路来说单采用一个三极管是行不通的，因为它要求此放大电路具有比较好的增益特性以及有较强的带负载能力。
2.2 放大电路的设计思路
在此放大电路中采用两级放大的思路。
先采用共射级电路对信号进行放大，使之达到放大两倍的要求；再采用共集电极电路提高电路的负载能力。
3、实验目的
（1）进一步理解三极管的放大特性；
（2）掌握三极管放大电路的设计；
（3）掌握三种三极管放大电路的特性；
（4）掌握三极管放大电路波形的调试；
（5）提高遇到问题时解决问题的能力。
4、问题解决
测量调试过程中的电路：
增益调试：
首先测量各点（电源、基极、输出端）的波形：
结果如下：
绿色的线代表电压变化，红色代表电源。调节电阻R2、R3、R5使得电压的最大值大于电源电压的2/3。
VA=R2//R3//（1+β）R5 / [R2//R3//（1+β）R5+R1]，其中由于R1较大因此R2、R3也相对较大。
第一级放大输出处的波形调试（采用共射级放大电路）：
结果为：
红色的电压最大值与绿色电压最大值之比即为放大倍数。
则需要适当增大R2，减小R3的阻值。
总输出的调试：
如果放大倍数不合适，则调节R4与R5的阻值。即当放大倍数不足时，应增大R4，减小R5。
如果失真则需要调节R6，或者适当增大电源的电压值，必要时可以返回C极，调节C极的输出。
功率的调试：
由于大功率电路耗电现象非常严重，因此我们在设计电路时，应在满足要求的情况下尽可能的减小电路的总功耗。减小总功耗的方法有：
（1） 尽可能减小输入直流电压；
（2） 尽可能减小R2、R3的阻值；
（3） 尽可能增大R6的阻值。
电路输入输出增益、相位的调试：
由于在放大电路分别采用了共射极和共集电极电路，因此输出信号和输入信号相位相差180度。体现在波形上是，当输入交流信号电压达到最大值是，输出信号到达最小值。
由于工作频率为1kHz，当采用专门的增益、相位仪器测量时需要保证工作频率附近出的增益、相位特性比较平稳，尤其相位应为±180度附近。一般情况下，为了达到这一目的，通常采用的方法为适当增大C6（下图为C1）的电容。
最终调试电路：
电路图：
测量结果如下：
(1)功耗图：
根据此图可以分析出该电路功耗还是有点大。
（2）输入输出波形图：
由此图可以分析出：输入输出的波形图相同，B通道的电压值是A通道的电压值的二倍，因此电压增益为二倍，即电路达到了放大二倍的效果。
（3）相位图：
由以上两个图可分析出相位的变化范围：20Hz~20KHz，-179.796Deg ~ 180Deg；
(4)幅频特性图：
由以上两个图可以分析出：幅度变化20Hz~20KHz，6.686dB。
实验感受：
通过本次实验我获得了很大的收获，将我们上学期所学的模电理论知识进行了实践仿真，让我们真是感受到了三极管的放大作用，以及参数对放大效果的影响，了解各个器件起的作用，在老师的指导下，让我们将所学的理论知识融会贯通，而且对放大电路的要求也有了一定的了解，从开始无从下手到最后仿真应用自如，一步一步改进，在理论和实践上双丰收！
希望在下次实验中有更好的变现！