晶体管共射极单管放大器实验报告范文.docx

晶体管共射极单管放大器实验报告范文.docx

《晶体管共射极单管放大器实验报告范文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《晶体管共射极单管放大器实验报告范文.docx（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

晶体管共射极单管放大器实验报告范文

　　篇一:

[晶体管共射极单管放大器实验报告]实验二　晶体管共射极单管放大器

　　实验二　晶体管共射极单管放大器

　　一、实验目的

　　1、掌握共射单管放大电路的设计方法。

　　2、学会放大器静态工作点的调试方法，理解电路元件参数对静态工作点和放大器性能的影响。

　　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、放大电路设计要求

　　1、设计一个负载电阻为RL=4KΩ，电压放大倍数为|Au|>50的静态工作点稳定的放大电路。

晶体管可选择3DG6、9011电流放大系数β=60～150，ICM≥100mA，PCM≥450mW。

　　2、画出放大电路的原理图，可以利用Multisim8进行仿真或者在实验设备上实现，并按要求测量出放大电路的各项指标。

　　三、实验原理

　　1、原理简述

　　图1为电阻分压式静态工作点稳定放大器电路。

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。

　　图1共射极单管放大器实验电路

　　2、静态参数分析

　　在图1电路中，当流过偏置电阻RB1和RB2的电流远大于晶体管T的

　　基极电流IB时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算

　　（2-1）

　　（2-2）

　　UCE＝UCC－IC（RC＋RE）（2-3）

　　3、动态参数分析

　　电压放大倍数

　　（2-4）

　　输入电阻

　　Ri＝RB1//RB2//rbe（2-5）

　　输出电阻

　　RO≈RC（2-6）

　　4、电路参数的设计

（1）电阻RE的选择

　　根据式（2-1）和（2-2）得

　　（2-7）

　　式中β的取值范围为60-150之间，UB选择3-5V，IB可根据β和ICM选择。

（2）电阻RB1，RB2的选择

　　流过RB2的电流IRB一般为（5-10）IB，所以，RB1，RB2可由下式确定

　　（2-8）

　　（2-9）

　　（3）电阻RC的选择

　　根据式（2-3）得

　　（2-10）

　　式中，具体选择RC时，应满足电压放大倍数|Au|的要求。

此外，电容C1、C2和Ce可选择10μF左右的电解电容。

　　测量与调试

　　放大器的静态参数是指输入信号为零时的IB、IC、UBE和UCE。

动态参数为电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真电压和通频带等。

（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。

（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IC（或UCE）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uO的负半周将被削底，如图2（a）所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即uO的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图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ui，检查输出电压uO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静态工作点对uO波形失真的影响

　　改变电路参数UCC、RC、RB（RB1、RB2）都会引起静态工作点的变化，如图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RB2，则可使静态工作点提高等。

　　图3电路参数对静态工作点的影响

　　所谓的工作点“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。

　　（3）电压放大倍数AV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ui，在输出电压uO不失真的情况下，用交流毫伏表测出ui和uo的有效值Ui和UO，则

　　（2-11）

　　（4）输入电阻Ri的测量

　　为了测量放大器的输入电阻，按图4电路在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻R，在放大器正常工作的情况下，用交流毫伏表测出US和Ui，则根据输入电阻的定义可得

　　（2-12）

　　图4输入、输出电阻测量电路

　　测量时应注意下列几点:

　　①由于电阻R两端没有电路公共接地点，所以测量R两端电压UR时必须分别测出US和Ui，然后按UR＝US－Ui求出UR值。

　　②电阻R的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取R与Ri为同一数量级为好，本实验可取R＝1～2KΩ。

　　（5）输出电阻R0的测量

　　按图4电路，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载RL的输出电压UO和接入负载后的输出电压UL，根据

　　（2-13）

　　即可求出

　　（2-14）

　　在测试中应注意，必须保持RL接入前后输入信号的大小不变。

　　（6）最大不失真输出电压UOPP的测量（最大动态范围）

　　如上所述，为了得到最大动态范围，应将静态工作点调在交流负载线的中点。

为此在放大器正常工作情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节RW（改变静态工作点），用示波器观察uO，当输出波形同时出现削底和缩顶现象（如图5）时，说明静态工作点已调在交流负载线的中点。

然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真时，用交流毫伏表测出UO（有效值），则动态范围等于。

或用示波器直接读出UOPP来。

　　图5静态工作点正常，输入信号太大引起的失真

　　（7）放大器幅频特性的测量

　　放大器的幅频特性是指放大器的电压放大倍数AU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6所示，Aum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倍，即0.707Aum所对应的频率分别称为下限频率fL和上限频率fH，则通频带fBW＝fH－fL

　　放大器的幅率特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数AU。

为此，可采用前述测AU的方法，每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数，测量时应注意取点要恰当，在低频段与高频段应多测几点，在中频段可以少测几点。

此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变，且输出波形不得失真。

　　3DG9011（NPN）

　　3CG9012（PNP）

　　9013（NPN）

　　图6幅频特性曲线图7晶体三极管管脚排列

　　四、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（β＝50～150）或9011（管脚排列如图7所示）

　　电阻器、电容器若干

　　五、实验内容与步骤

　　实验电路如图1所示。

各电子仪器可按常用电子仪器使用的实验中所介绍的方式连接，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起，同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。

　　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＝0mA（即UE＝0V），用直流电压表测量UB、UE、UC及用万用电表测量RB2值。

记入表1。

　　表1IC＝2mA

　　测量值

　　计算值

　　UB（V）

　　UE（V）

　　UC（V）

　　RB2（KΩ）

　　UBE（V）

　　UCE（V）

　　IC（mA）

　　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uS，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压Ui10mV，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测量下述三种情况下的UO值，并用双踪示波器观察uO和ui的相位关系，记入表2。

　　表2Ic＝0mAUi＝mV

　　RC（KΩ）

　　RL（KΩ）

　　Uo（V）

　　AV（计算）

　　观察记录一组uO和u1波形

　　4

　　∞

　　2

　　∞

　　4

　　4

　　*3、观察静态工作点对电压放大倍数的影响

　　置RC＝4KΩ，RL＝∞，Ui适量，调节RW，用示波器监视输出电压波形，在uO不失真的条件下，测量数组IC和UO值，记入表3。

　　表3　　　　RC＝4KΩRL＝∞Ui＝　　mV

　　IC（mA）

　　0

　　UO（V）

　　AV（计算）

　　测量IC时，要先将信号源输出旋钮旋至零（即使Ui＝0）。

　　4、观察静态工作点对输出波形失真的影响

　　置RC＝4KΩ，RL＝4KΩ，ui＝0，调节RW使IC＝0mA，测出UCE值，再逐步加大输入信号，使输出电压u0足够大但不失真。

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4中。

每次测IC和UCE值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。

　　表4RC＝4KΩRL＝∞Ui＝　　mV

　　IC（mA）

　　UCE（V）

　　u0波形

　　失真情况

　　三极管工作状态

　　0

　　5、测量最大不失真输出电压

　　置RC＝4KΩ，RL＝4KΩ，按照实验原理（6）中所述方法，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5。

　　表5RC＝4KRL＝4K

　　IC（mA）

　　Uim（mV）

　　Uom（V）

　　UOPP（V）

　　6、测量输入电阻和输出电阻

　　置RC＝4KΩ，RL＝4KΩ，IC＝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6。

　　保持US不变，断开RL，测量输出电压Uo，记入表6。

　　表6　Ic＝2mARc＝4KΩRL＝4KΩ

　　US

　　（mv）

　　Ui

　　（mv）

　　Ri（KΩ）

　　UL（V）

　　UO（V）

　　R0（KΩ）

　　测量值

　　计算值

　　测量值

　　计算值

　　*7、测量幅频特性曲线

　　取IC＝0mA，RC＝4KΩ，RL＝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7。

　　表7Ui＝mV

　　flfofn

　　f（KHz）UO（V）AV＝UO/Ui为了信号源频率f取值合适，可先粗测一下，找出中频范围，然后再仔细读数。

　　说明本实验内容较多，其中3、7可作为选作内容。

　　六、实验总结

　　1、列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻之值与理论计算值比较（取一组数据进行比较），分析产生误差原因。

　　2、总结RC，RL及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的影响。

　　3、讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。

　　4、分析讨论在调试过程中出现的问题。

　　七、预习要求

　　1、阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。

　　假设3DG6的β＝100，RB1＝20KΩ，RB2＝60KΩ，RC＝4KΩ，RL＝4KΩ。

　　估算放大器的静态工作点，电压放大倍数AV，输入电阻Ri和输出电阻RO

　　2、阅读实验附录中有关放大器干扰和自激振荡消除内容。

　　3、能否用直流电压表直接测量晶体管的UBE？

为什么实验中要采用测UB、UE，再间接算出UBE的方法？

　　4、怎样测量RB2阻值？

　　5、当调节偏置电阻RB2，使放大器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？

　　6、改变静态工作点对放大器的输入电阻Ri有否影响？

改变外接电阻RL对输出电阻RO有否影响？

　　7、在测试AV，Ri和RO时怎样选择输入信号的大小和频率？

　　为什么信号频率一般选1KHz，而不选100KHz或更高？

　　8、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？

　　篇二:

[晶体管共射极单管放大器实验报告]《模拟电路》晶体管共射极单管放大电路

　　篇三:

[晶体管共射极单管放大器实验报告]单管共射放大电路的相关知识

　　一、晶体管放大电路的概述由三极管组成的放大电路，它的主要作用是将微弱的电信号（电压、电流）放大成为所需要的较强的电信号。

根据放大电路输入、输出回路变化信号公共端的晶体管电极，我们把晶体管放大电路分为共射、共基、共集三类。

二、单管共射放大电路的组成及元件作用单管共发射极电路（如下图）需要放大的电压信号Ui接在放大电路输入端；放大后的电压Uo，从放大电路的集电极与发射极输出。

发射极E是输入信号和输出信号的公共端，组成共发射极放大电路。

　　三极管V实现电流放大。

集电极直流电源UCC:

确保三极管工作在放大状态。

集电极负载电阻RC:

将三极管集电极电流的变化转变为电压变化，以实现电压放大。

基极偏置电阻RB:

为放大电路提供静态工作点。

耦合电容C1和C2:

隔直流通交流。

三、单管共射放大电路的工作原理ui直接加在三极管V的基极和发射极之间，引起基极电流iB作相应的变化；通过三极管VT的电流放大作用，VT的集电极电流iC也将变化；iC的变化引起V的集电极和发射极之间的电压uCE变化；uCE中的交流分量uce经过电容C2畅通地传送给负载RL，成为输出交流电压uo,，实现了电压放大作用。

四、单管共射放大电路的特性1、输入信号与输出信号反相；2、有电压放大作用；3、有电流放大作用；4、功率增益最高（与共集电极、共基极比较）；5、适用于电压放大与功率放大电路。

五、单管共射放大电路的静态工作情况放大电路没有信号输入，即Uin=0时的工作状态称为静态。

这时输入端相当于短路，如上图（a）。

在直流电源Ucc的作用下，三极管各级电流和极间电压都是直流值，其值称为静态值或静态工作点。

静态分析的首要任务是确定放大电路的静态值IB、IC、UCE。

放大电路的质量与静态值关系极大。

为了分析静态值常需要画出直流通路。

因电容C1、C2具有隔离作用，对直流而言相当于开路，如上图（b）。

六、单管共射放大电路的动态工作情况放大电路有输入信号（Uin≠0）时的工作状态称为动态，这时放大电路在流量电源UCC和输入交流信号UIN的共同作用下，电路中的电流和电压既有直流分量，又有交流分量（交流信号用小写字母表示）。

当交流信号UIN通过电容C1加到三极管的基极和发射极间时，UBE就发生了变化，从而引起基极电路iB的变化。

由于iB是输入电压引起的交流iB和直流IBQ叠加而成的。

如果IBQ的数值大于iB的幅值，那么iB=iB交流+IBQ就始终是单方向的脉动直流。

这样使发射结始终处于正偏，保证放大器工作在放大状态，输出波形不至于失真。