实验二 晶体管单管放大器
一、实验目的
1、 了解和熟悉掌握晶体管单管放大器
2、学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。
3、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。
4、 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。
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RB1和RB2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻RE，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ui后，在放大器的输出端便可得到一个与ui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。
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ui＝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IC以及各电极对地的电位UB、UC和UE。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压UE或UC，然后算出IC的方法，例如，只要测出UE，即可用
算出IC（也可根据
，由UC确定IC），
同时也能算出UBE＝UB－UE，UCE＝UC－UE。
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。
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、直流毫安表
7、频率计 8、万用电表
9、晶体三极管3DG6×1(β＝50～100)或9011×1 （管脚排列如图2－7所示）
四、实验内容
实验电路如图2－1所示。
1、调试静态工作点
连接电路，接通直流电源前，将函数信号发生器关闭。接通＋12V电源、调节RW，使UE＝2.2V（即IC＝2.0mA，或RC1两端的直流电压为4.8V，注意万用表的电流档很容易烧毁，所以最好采用测电压的办法，电压除电阻就可以得到电流）， 用万用表的直流电压档测量UB、UE、UC。记入表2－1。
表2-1 IC＝2mA
2、测量电压放大倍数
打开函数信号发生器电源，在放大器输入端（电路的最左边，函数信号发生器红色夹子加在5.1K电阻的上面，黑色夹子加在51欧姆的电阻的下面）加入频率为1KHz的正弦信号uS，调节函数信号发生器的输出旋钮（函数信号发生器最右边的那个旋钮，也就是靠近OUTPUT输出的旋钮）使放大器输入电压Ui
10mV（交流电压，用交流毫伏表或者示波器的测量档测量），同时用示波器观察放大器输出电压uO波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表或示波器测量下述两种情况下的UO值，并计算出Av，填入表2-2中，并用双踪示波器观察uO和ui的相位关系，在坐标轴上按照1：1的比例绘制出来，必须标注出Y轴一格所代表的电压和X轴一格所代表的时间。
表2－2 Ic＝2.0mA Ui＝10mV
3、观察静态工作点对电压放大倍数的影响
置RL＝∞（即开路），Ui=10mV，调节RW，用示波器监视输出电压波形，在uO不失真的条件下，测量UO值，并计算出Av记入表2－3。
表2－3 RL＝∞ Ui＝10mV
测量IC时，要先将函数信号发生器关闭（即使Ui＝0）。
4、观察静态工作点对输出波形失真的影响
置RL＝2.4KΩ， ui＝0，调节RW使IC＝2.0mA，测出UCE值（直流电压），再逐步加大输入信号，使输出电压u0 足够大但不失真（如果函数信号发生器已经调节到最大了，可以直接把函数信号发生器加到Ui两端!）。 然后保持输入信号不变，分别增大和减小RW，使波形出现失真，绘出u0的波形，并测出失真情况下的IC和UCE值，记入表2－4中。每次测IC和UCE 值时都要将函数信号发生器关闭。5.034V
表2－4 RC＝2.4KΩ RL＝∞ Ui＝200 mV
*5、测量最大不失真输出电压
置RL＝2.4KΩ，按实验原理2.4)中所述方照法，同时调节输入信号的幅度和电位器RW，用示波器和交流毫伏表测量UOPP及UO值，记入表
2－5。
表2－5 RC＝2.4K RL＝2.4K
*6、测量输入电阻和输出电阻
置RC＝2.4KΩ，RL＝2.4KΩ，IC＝2.0mA。输入f＝1KHz的正弦信号，在输出电压uo不失真的情况下，用交流毫伏表测出US，Ui和UL记入表2-6。
保持US不变，断开RL，测量输出电压Uo，记入表2-6。
表2-6 Ic＝2mA Rc＝2.4KΩ RL＝2.4KΩ
*7、测量幅频特性曲线
取IC＝2.0mA，RC＝2.4KΩ，RL＝2.4KΩ。 保持输入信号ui的幅度不变，改变信号源频率f，逐点测出相应的输出电压UO，记入表2－7。
表2－7 Ui＝ 9.832 mV
五、实验总结
讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。
静态工作点在特性曲线的位置如果上升（变大），那么Q点会到达饱和区，会出现饱和失真，也就是正弦波信号的上半部分会缺失。静态工作点在性曲线的位置如果下降（变小），那么Q点会到达截止区，会出现截止失真，也就是正弦波信号的下半部分会缺失。
六、预习思考
1、测试中，如果将函数信号发生器、交流毫伏表、示波器中任一仪器的二个测试端子接线换位（即各仪器的接地端不再连在一起），将会出现什么问题？
对于函数信号发生器:如果有波形输出，例如正弦波，则在示波器端的显示是反相。交流毫伏表：正电流显示为负电流，负电流显示为正电流，容易造成仪器损坏。示波器：只是显示的通道不同了而已，没影响。
第二篇：实验6 晶体管共发射极单管放大器
第 1 篇 常规实验 实验六 晶体管共发射极单管放大器
实验六 晶体管共发射极单管放大器
一、 实验目的
1． 掌握晶体管放大电路静态工作点的设置方法
2． 掌握晶体管放大电路电压放大倍数的测量方法
3． 了解晶体管放大电路的非线性失真
二、实验器材
1． 1台型号为 RTMD－4 的模拟电路实验箱
2． 1块型号为 UT70A 的数字万用表
3． 1台型号为 SS-7802A 的双踪示波器
4． 1台型号为 GFG-8255A 的函数信号发生器
5． 1台型号为 DF2170C 的晶体管毫伏表
6． 1块晶体管单管放大电路实验电路板
三、实验内容
1． 放大电路静态工作点的设置
2． 放大电路电压放大倍数的测量
3． 观察放大电路的非线性失真
四、实验原理
晶体管工作在放大状态时，必须设置合适的静态工作点，被放大的正弦交流信号是叠加在静态参数中，由晶体管实现放大的。静态工作点的设置是通过调节晶体管基极偏置电位器RP来完成的，改变RP的阻值，可以使静态工作点的位置在直流负载线上移动，以获得合适 的静态工作点数值，通常将静态工作点设置在直流负载线的中部附近，即：UCE≈ EC / 2 。
静态工作点是否合适，对放大电路的输出波形有很大的影响。如果静态工作点位置设置得偏高，Q点靠近晶体管的饱和区，在晶体管工作时输入信号稍微增大，输出信号的动态范围就会进入晶体管的饱和区，使放大电路产生饱和失真，输出信号uo 的负半周将被晶体管的 第 23 页
第 1 篇 常规实验 实验六 晶体管共发射极单管放大器
饱和区削去。如果静态工作点位置设置的偏低，Q点靠近晶体管的截止区，当输入信号稍微增大时，输出信号的动态范围就会进入晶体管的截止区，使放大电路产生截止失真，输出信号uo 的正半周将被晶体管的截止区削去。
+uo_
图6—1 共发射极单管放大电路
五、实验过程
1. 实验准备
(1) 打开模拟电路实验箱的盖子，接好实验箱的电源线，断开电源开关，在实验箱上放好
晶体管单管放大电路实验电路板。
(2) 将实验箱右上角 ＋15V直流电源的输出端插孔与地线插孔，分别用导线连接到实验电
路板上电源和地线的插孔，打开实验箱的供电开关，这时实验箱及实验线路板上的工作电源指示灯均点亮，用万用表直流20V电压档监测，旋转电源输出电压调节旋钮，将直流电源的输出电压调节至+12V。 (3) 断开电源开关，开始实验连线。
2. 测量静态工作点的操作过程
(1) 按照原理图6—1连接实验电路，用导线将单管放大电路实验板上晶体管发射极E与实
验电路板上的地线连接起来（晶体管的发射极电阻RE将被旁接掉），在两级放大电路之 (2)
间不连接导线，这样实验电路将与图6—1相同。
闭合实验箱电源开关，调节实验电路板上晶体管基极偏置电路中RP电位器的阻值大小，用万用表直流20V档监测晶体管的集电极电位UC，当晶体管的集电极电位UC为6 V时，根据电路结构及参数可以计算出晶体管的集电极电流IC为3 mA，这样我们就
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第 1 篇 常规实验 实验六 晶体管共发射极单管放大器
将晶体管放大电路的静态工作点Q点设置在其直流负载线的中点位置。设置完静态工
作点后，用万用表测量晶体管基极电位UB，并将测量结果记入表6—1中。 表6－1 UC =6V ( IC = 3mA ) 时的静态参数
3. 测量放大器电压放大倍数的操作过程
(1) 闭合函数信号发生器的电源开关，按下正弦波输出方式按键，选择输出正弦信号。根
据实验要求，按下1kHz频率粗调按键，这时信号发生器输出频率在1kHz附近，然后调节频率微调旋钮，在数码显示屏上监测，将信号发生器输出信号的频率调节为1kHz，用信号发生器专用同轴电缆把信号发生器与放大电路输入端连接起来。闭合晶体管毫伏表的电源开关，待毫伏表自动监测扫描完成后，按下自动换档按键，选择自动调节测量档的测量方式，用两根采样同轴电缆线将毫伏表分别与放大电路的输入、输出端连接起来。闭合双踪示波器的电源开关，调节示波器控制面板上相应的旋钮，使示波器显示屏上出现两条稳定的扫描光条，用两根采样同轴电缆线将示波器分别与放大电路的输入、输出端连接起来。在做上述连接时，实验中使用的所有仪器应当采用共地（直流稳压电源、实验电路板、函数信号发生器、晶体管毫伏表、双踪示波器的地线应连接在一起）连接方式。电路连接完成后，用晶体管毫伏表监测，按下函数信号发生器的输出衰减按键，向外拉出信号发生器的输出衰减微调旋钮，然后旋转信号发生器的输出衰减微调旋钮，使信号发生器的输出电压（放大电路的输入电压）幅值为
(2) 10mV。 在示波器显示屏中观测放大电路的输出波形，如果输出波形未出现失真，用晶体管毫
伏表测量在负载RL= 4.7 kΩ和负载RL→∞两种状态下电路的输出电压UO，将测量结果记入表6—2中，同时将在示波器显示屏中观测到的输出信号波形记录入表6—2中。如果显示屏中出现的放大电路输出波形有失真现象，应当减小放大电路的输入信号Ui的幅值，亦可以调节基极偏置电路中RP电位器（调节RP电位器后，应重新测量放大电路 第 25 页
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的静态工作点的数值），直至放大电路的输出信号失真现象消除，然后再进行输出电压UO的测量。
表6－2 RC =2kΩ u i = mV
4. 观察放大器非线性失真的操作过程
(1) 保持放大电路输入信号u i 为10mV不变，断开负载电阻RL，将晶体管基极偏置电路中
的电位器RP顺时针方向旋转到底，观察输出电压u o的波形失真情况，将已经失真的波形描绘在表6—3中，判断失真的类型，将判断结果记入表6—3中。用万用表直流电压20V档测量在放大电路输出信号失真的状态下，晶体管的静态工作点Q点的数值 （UCE、IC的数值，其中IC 为计算值），将测量结果记入表6—3中。
表6－3 u i = 10 mV时的实验数据
(2) 在放大电路输入信号不变、负载开路的条件下，将晶体管基极偏置电路中的电位器Rp
逆时针方向旋转到底，观察输出电压Uo 的波形失真情况，将已经失真的波形描绘在表 第 26 页
第 1 篇 常规实验 实验六 晶体管共发射极单管放大器
6—3中；判断失真的类型，将判断结果记入表6—3中；用万用表直流电压20 V档测量在放大电路输出信号失真的状态下，晶体管的静态工作点Q点的数值（UCE、IC的数值），将测量结果记入表6—3中。
六、注意事项
(1) 实验前需要做充分的准备：预习实验内容，写出预习报告。无预习报告者不得进入实
验室做实验。
(2) 本实验的电路连接要求共地连接方式，在实验中使用的仪器、仪表均应将其地线连接
在一起，同时应注意直流电源、直流电表的正、负极。
(3) 负载电阻在实验电路板的最右侧，连接时应使用导线跨过第二级放大电路，将第一级
放大电路与
负载相联。
(4) 观察非线性失真时，如果输出信号失真程度不大，输出波形失真不明显，这时可以加
大输入信号的幅值，直至输出波形出现明显失真。
(5) 在实验连线中、检查实验连线时以及实验结束后拆线时，均应切断实验箱的电源，在
断电状态下操作。
(6) 实验完毕，拆线时用力不要过猛，以防拔断导线，最好是轻轻的旋拔。做完实验后，
收拾好实验设备与器材，经实验指导老师检查并签字后方可离开实验室。
七、实验预习要求
(1) 根据实验电路参数估算实验电路的性能指标。设：3DG6的β =50，RB = 200kΩ， RC
= 2kΩ，RL = 4.7kΩ。估算放大器的静态工作点（UCE 、IC ），电压放大倍数Au ，输入电阻Ri 和输出电阻Ro 。
(2) 当调节偏置电阻R P ，使放大电路的输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压
降UCE 怎样变化？
(3) 改变静态工作点对放大电路的输入电阻Ri 有否影响？ 改变外接负载电阻RL对放大电
路的输出电阻Ro 是否有影响？
八、实验报告要求
(1) 画出实验原理图。
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第 1 篇 常规实验 实验六 晶体管共发射极单管放大器
(2) 按照表6—1的要求，计算表中列出的各项参数值，分析基极偏置电路中的电位器RP
数值大小对晶体管静态工作点的影响。
(3) 按照表6—2的要求，计算放大电路的电压放大倍数AV ，分析负载电阻RL对电压放
大倍数的影响。
(4) 根据表6—3的数据，计算集电极电流IC 的数值，了解非线性失真形成的原因、产生
的后果及如何消除失真。
(5) 记录实验现象及实验数据，并对实验结果进行分析。
(6) 实验的收获、体会。
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