晶体管单级放大器的研究.doc

实验八 晶体管单级放大器的研究一、 实验目的1、 研究晶体管放大器的输出波形与静态工作点的关系。2、 掌握测量放大器电压放大倍数的方法3、 掌握测量放大器频率特性的方法。二、 预习要求1、 复习有关单级放大器的讲课内容，指出实验板上各电路元件的作用（图3-1中Re的作用暂不考虑）。图3-1 共发射极放大器实验电路2、 放大器的静态工作点由哪些电路参数决定？要调整表态工作点应调哪些元件？测量静态工作点需要何种仪表，在电路中应如何接入？3、 放大器的电压放大倍数与哪些电路参数有关？如何测量电压放大倍数Au？三、 实验仪器及设备1、 示波器2、 低频信号发生器3、 晶体管稳压电源4、 晶体管毫伏表5、 万用表6、 实验学习机四、 图3-1所示的实验电路为共发射极基本放大电路，电路静态时的基极电压和集电极电压由式（1）和式（2）决定： （1） （2） 图3-2在Re、Rb21、Rb22固定的情况下，改变RW2和RC2都可以改变放大电路的静态工作点，在保持ICQ一定的情况下，RC2增加则UCEO下降。静态工作点的设置，应考虑到在整个信号变化的范围内，晶体管始终工作于线性放大区，如果希望耗电小，在输入信号不大的情况下，工作点应取的低一些，这时集电极电流小。但是若要取得最大不失真输出，工作点应选在负载线的中点，如图3-2中的Q1点所示。静态工作点选择得不恰当，过高或过低，都会出现失真：截止失真是由于静态工作点的电流取得太小而引起的，此时集电极电压很大，如图3-2中Q2点所示。饱和失真是由于静态工作点电流取得太大而引起的，此时集电极电压很小，如图3-2中的Q3点所示。值得注意的是，用示波器显示截止失真和饱和失真的波形时，对NPN管来说，前者在示波器荧光屏Y轴的上方，后者在荧光屏Y轴的下方，而对PNP管来说，则相反。放大器的电压放大倍数定义为输出电压的有效值U。与输入电压的有效值Ui之比，即 放大倍数与工作点的选择和负载电阻的大小有密切的关系，测量放大倍数必需在波形不失真的条件下进行，在输出波形不失真的情况下，适当增加RC2，可以提高放大倍数AU。也就是说，在一定范围内，电压放大倍数AU随RC2的增加而增加。五实验内容及步骤实验板上插孔的位置及作用：H、I、L改变集成极电阻RC2，H、J相连RC2的阻值等于2K，J、I相连RC2=5K。L、M、N接通或断开负载电阻RL，L、M、N不连断开负载电阻RL，L、M、N相连接通负载电阻RL。F信号输入端实验步骤如下：1、 静态工作点Q的调整及研究Q点对输出波形的影响，选用RC2=2K，即H、J相连，即暂不接入RL和C0。(1)把信号发生器接在放大器的输入端，毫伏表和示波器接在输出端如图3-3所示，仔细检查线路连接是否正确，并经指导老师复查同意后才可接上电源。(2)接通稳压电源，调节EC，使EC=12V，然后按图3-3接入实验板。图3-3令Ui=0，即是在没有信号输入的情况下，调节Rw2为最大值（往左旋），测量此时的静态工作点Q（即ICEQ值）。然后将Ui从0逐渐增大，直到在示波器上可观察到明显的削波失真波形为止，记录此时的Ui值及画出U0的波形。(3)令Ui=0，调节Rw2为最小值（右旋到底），测量此时的静态工作点Q（ICQ、UCEQ）。然后将Ui从0逐渐增大，直到在示波器上可观察到明显的削波失真波形为止，记录此时的Ui值及画出U0的波形。(4)调节Rw2在适当位置，令Ui从0逐渐增大，直到U0的波形同时出现截止失真和饱和失真为止（方法是：一边调Rw2，一边调Ui，使波形上下刚刚同时削波，此时会出现波形上半波大下半波小的不对称现象，这个现象是晶体管的非线性引起的失真，可暂不考虑，波形调到上下刚刚出现截止失真和饱和失真即可认为是最佳状态），记下此时的静态工作点电流ICQ，静态工作点电压UCEQ，以及最大不削波失真时的Ui值，并画出U0的波形。记录以上的实验数据，填入表3-1表3-1RC2Rw2ICQ（mA）UCEQ(V)Ui(mV)U0波形2K最大最小最佳2、电压放大倍数AU的测量及研究AU与RC2.RL等的关系.（1） 调节Rw2，令ICQ=0.5mA，RC2=2K，输入信号F=1000HZ，Ui=10mV，测出此时的UCQE及U0值，填入表3-2。（2） 其他参数不变，但接入负载RL和Co（即L、M、N相连），重做此实验，测出此时的UCEQ值，并算出AU，填入表3-2（3） L、M、N不连，RC2改5K，其他参数不变重做此实验，测出此时UCEQ及U0值，并算出AU，填入表3-2 表3-2Ui=10mV f=1000HzRLICQ(mA)UCEQ(V)Ui(mA)U0(mA)AU=U0/Ui计算值Rc2=2KRc2/RL=2k/2.7kRc2=5kRc2/RL=5k/2.7k（4） RC2=5K，L、M、N相连，其他参数不变，重做此实验，测出此时的UCEQ及U0值，并算出AU，填入表3-2。注意：表3-2中,的值写在实验板上，如没写可按=80计，re 可近似为：五、