晶体管共射极单管放大电路.doc

晶体管共射极单管放大电路一、实验目的 1学习如何设置放大电路静态工作点及其调试方法。 2研究静态工作点对动态性能的影响。 3进一步掌握低频信号发生器、晶体管毫伏表、电子示波器等常用电子仪器的正确使用方法。二、原理说明在实践中，放大电路的用途是非常广泛的，单管放大电路是最基本的放大电路。共射极单管放大电路是电流反馈工作点稳定电路，它的放大能力可达到几十到几百倍。不论是单级或多级放大器它的基本任务是相同的，就是对信号给予不失真的、稳定的放大。1放大电路静态工作点的选择 当放大电路仅提供直流电源，不提供输入信号后时，称为静态工作情况，这时三极管的各电极的直流电压和电流的数值，将在三极管的特性曲线上确定一点。这点常称为Q点。静态工作点的选择十分重要，它影响放大器的放大倍数、波形失真及工作稳定性等。静态工作点如果选择不当会产生饱和失真或截止失真。一般情况下，调整静态工作点，就是调整电路有关电阻（如RB1），使UCEQ达到合适的值。由于放大电路中晶体管特性的非线形或不均匀性，会造成非线形失真（又称固有失真），在单管放大电路中不可避免，为了降低这种非线形失真，必须使输入信号的幅值较小。2放大电路的基本性能当放大电路静态工作点调好后，输入交流信号ui，这时电路处于动态工作情况，放大电路的基本性能主要是动态参数，包括电压放大倍数、频率响应、输入电阻、输出电阻。这些参数必须在输出信号不失真的情况下才有意义。基本性能测量的原理电路如图1-1所示。（1） 倍数AU的测量用晶体管毫伏表测量图1-1中Ui和Uo的值。即： Au=Uo/Ui（2） 输入电阻ri的测量如图1-1所示，放大器的输入电阻ri就是从当大气输入端看进去的等效电阻。即： ri=Ui/Ii通常测量ri的方法是：在放大器的输入回路串一个已知电阻R，选用Rri（这里的ri为理论估算值）。在放大器输入端加正弦信号电压u/i，用示波器观察放大器输出电压 uo，在放大不失真的情况下，用晶体管毫伏表测电阻R两端对地的电压U/i和Ui（见图1-1），则有:（3）输出电阻ro的测量如图1-1所示，放大电路的输出电阻是从输出端向放大电路方向看进去的等效电阻，用ro表示。测量ro的方法是在放大器的输入端加信号电压，在输出电压uo不失真的情况下，用晶体管毫伏表分别测量空载时（RL=，即、两点不连线）放大器的是出电压uo值和带负载（RL=5.1k ，即、两点连线）时放大器的输出电压UOL值，则输出电阻：（4）频率响应的测量 放大器的频率响应所指的是，在输入正弦信号不变的情况下，输出随频率连续变化的稳态响应，即对不同频率时放大倍数的测量。测试方法有逐点测量法和扫频法两种。三、实验内容1.调整静态工作点（1） 按共射极单管放大电路（如图1-2所示）接线。仅接直流电源+12V， 不接信号发生器。（2） 调节点位器Rp，使RB1=40k，然后按表1-1内容测量静态工作点，将所测数据与路论估算值进行比较。注意测电阻时应断电，断RB1上的并联回路。 表1-1放大器静态工作点UB(V)UBE(V)UCE(V)RB1(k)IB(A)Ic (A)理论估算值0.7 40 50 实际测量值2.测量放大器交流参数（1） 将图1-2中输入端、两点用导线接上。保持前面的静态工作点不变，信号发生器输出信号街道放大器的输入端Ui（要求：Ui=10mV，f=1kHz）。用示波器观察Ui与UO的波形，并记录于图1-3中。 图1-3 画放大器输入 、输出波形（2） 用晶体管毫伏表分别测量U/i、Ui、Uo的值，数据填写在表1-2中（注意波形相位相反时数据加负号），并计算电压放大倍数Au，输入电阻ri和输入电阻rO。 表 1-2 测量放大器的交流参数项目工作条件 实 测 数 据 计 算U/I(mV)Ui(mV)Uo(V) Auri(k)ro(k)空载 10Uoo=理论实测 接负载（RL=5.1k） 10UoL=理论实测3.观察静态工作点对动态性能的影响（1） 按图1-2接线，当UI=10mV，f=1kHz 时，断开RL，改变静态工作点，即调整Rp的值。（2） 将RP值逐渐调小，用示波器观察UO的波形变化，直至UO的负半周出现失真（饱和失真）。（3） 然后将Rp值逐渐调大，用示波器观察UO的波形变化，可以看见UO幅值逐渐减小（当Rp，IE，rbe，Au），并有非线性失真（波形正、负半周不完全对称，这是晶体管的输入特性的非线性所致，不可调）。当UO幅值减小到20mV左右时，UO的正半周出现明显的失真为止（截止失真）。如果截止失真不明显，可适当加大输入信号，是UI为15mV20mV（4） 将饱和失真和截止失真的波形图分别画在图1-4和图1-5中。 图1-4 饱和失真波形图 图1-5 截止失真波形图四、预习要求（1） 设：RB1=40k，=50，UBE=0.7V，估算图1-2静态理论值，并将数值填入表1-1中。（2） 估算图1-2的电压放大倍数AU（空载情况和有负载情况），填入表1-2中。利用估算的静态值计算rbe，即 rbe=300+（1+ ）26/IE （3） 实验中，为了安全和不损坏元器件，应先接线后通电，信号发生器的输出电压在接入电路前先由仪器自身的表头粗调好，关机后再接入线路板中。实验电路通电后，用晶体管毫伏表精调一下信号发生器的输出的电压。拆线前，要先关电源后拆线。(4) 为了避免干扰，放大器与各电子仪器、仪表的连接应当“共地”，即将示波器、信号源、稳压电源、晶体管毫伏表的“地”端都连在一起，如图1-1所示。所有信号线采用同轴电缆，黑夹子只能接在“”上。(5) 不允许直流稳压电源和信号放生器输出端短路。最容易犯的错误是：将电源打开时，输出端接两根悬空的导线，这就很容易造成电源短路。(6) 正确选择仪表，频率在1 kHz以上的交流信号或幅值较小交流信号要用晶体管毫伏表测量，而不能用普通指针式万用表测量（普通指针式万用表的交流挡仅能测频率较低信号，如50Hz工频信号）。五、实验总结报告分析提示（1） 整理实验数据（包括静态工作点、电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro、波形图）。（2） 通过实验，说明放大器静态工作点设置的不同对放大器工作有何影