广州大学学生实验报告
院（系）名称 专业名称 实验课程名称 实验项目名称 实验时间 实验成绩 班 别 姓名 学号 模拟电路实验 晶体管共射极单管放大电路 实验地点 指导老师签名 【实验目的】 1.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。 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。 【实验仪器与材料】 1.EL-ELA-IV的模拟电路实验箱 2.函数信号发生器 3.双踪示波器 4.交流毫伏表 5.万用电表 6.连接线若干 【实验内容与原理】 查阅资料可知实验箱中的三极管?≈30-35,rbb, ≈200Ω 图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图1 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。 在右图电路中，当流过基极偏置电阻的电流远大于晶体管的基极电流时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算: UCE＝UCC－IC（RC＋RE） β电压放大倍数:AV??RC // RL 输入电阻:Ri＝RB1 // RB2 // rbe 输出电阻：RO≈rbeRC 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，离不开测量和调试技术。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IC?IE?UEU?UC算出IC（也可根据IC?CC，由UC确定IC），RERC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I（或UCE）的调整与测试。 C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(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 (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 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，单独只用用交流毫伏表或者示波器测出ui和uo的有效值Ui和UO，则 (2)输入电阻Ri的测量 为了测量放大器的输入电阻，按图3 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， 单独只用交流毫伏表或者示波器测出US和Ui，则根据输入电阻的定义可得 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。 (3)输出电阻R0的测量 按图3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 UL?URLUO 即可求出 RO?(O?1)RL RO?RLUL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。 (4)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4）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U（，O有效值）则动态范围等于22U0。或用示波器直接读出UOPP来。 【实验步骤】 1.调试静态工作点 在实验箱上按电路图连接好电路，接通直流电源前，先将RW调至最大，不接入函数信号发生器。接通＋12V电源、调节RW，使IC＝2.0mA（即UE＝2.0V）， 用直流电压表测量UB、UE、UC及用万用电表测量RB2值。记录于表一中。 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，在示波器的输出端接入交流毫伏表，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压Ui?10mV，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，记录于表二中。 3.测量放大电路输入电阻和输出电阻 （1）置Rc=2.4kΩ，RL=2.4KΩ，Ic＝2.0 mA。输入f=1 kHz的正弦信号电压ui≈10mV，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，记录于表三中。 （2）保持us不变，断开RL，测量输出电压uo，记录于表三中。 【实验数据整理】 表一 IC＝2mA 测 量 值 UB（V） UE（V） UC（V） RB2（K计 算 值 UBE（V） UCE（V） IC（mA）
晶体管共射极单管放大电路实验报告
