晶体管单级放大器实验报告.doc

晶体管单级放大器一. 试验目的（1） 掌握Multisium11.0仿真软件分析单级放大器主要性能指标的方法。（2） 掌握晶体管放大器静态工作点的测试和调整方法，观察静态工作点对放大器输出波形的影响。（3） 测量放大器的放大倍数，输入电阻和输出电阻。二. 试验原理及电路 VBQ=RB2VCC/(RB1+RB2)ICQ=IEQ=(VBQ-VBEQ)/REIBQ=ICQ/;VCEQ=VCC-ICQ(RC+RE)晶体管单级放大器1. 静态工作点的选择和测量放大器的基本任务是不失真的放大信号。为了获得最大输出电压，静态工作点应选在输出特性曲线交流负载线的中点。若工作点选的太高会饱和失真；选的太低会截止失真。 静态工作点的测量是指接通电源电压后放大器不加信号，测量晶体管集电极电流ICQ和管压降VCEQ。本试验中，静态工作点的调整就是用示波器观察输出波形，让信号达到最大限度的不失真。当搭接好电路，在输入端引入正弦信号，用示波器输出。静态工作点具体调整步骤如下：现象截止失真饱和失真两种失真都有无失真动作减小Rw增大Rw减小输入信号加大输入信号具有最大动态范围的静态工作点图根据示波器观察到的现象，做出不同的调整，反复进行。当加大输入信号，两种失真同时出现，减小输入信号，两种失真同时消失，可以认为此时静态工作点正好处于交流负载线的中点，这就是静态工作点。去点信号源，测量此时的VCQ，就得到了静态工作点。2. 电压放大倍数的测量电压放大倍数是输出电压V0与输入电压Vi之比Av=V0/Vi3、输入电阻和输出电阻的测量（1）输入电阻。放大电路的输入电阻Ri可用电流电压法测量求得，测试电路如图 2.1-3（a）所示。在输入回路中串接一外接电阻R=1K，用示波器分别测出电阻两端的电压Vs和Vi，则可求得放大电路的输入电阻Ri为Ri+-VsVi放大器信号源+ VR -Ii(a)+-Vs信号源+-VIORO+-VoRL+VO-(b)图 2.1-3(a)放大电路输入电阻的测量 (b)放大电路输出电阻的测量电阻R值不宜取得过大，否则会引入干扰；但也不能取得过小，否则测量误差比较大。通常取与Ri为同一数量级比较合适。（2）输出电阻。放大电路的输出电阻Ro可通过测量放大电路输出端开路时的输出电压Vo，带上负载RL后的输出电压Vo，经过计算求得。由图 2.1-3（b）可知由此可求得输出电阻为三. 试验内容1. 静态工作点的调整和测量（1） 如下图(2.1_1)接入信号发生器和示波器，示波器A通道接输入信号，B通道接输出信号。图 2.1_1（2） 在输入端加1kHz，幅度为20mV（峰峰值）的正弦波。按A或shift+A调节电位器使示波器显示的波形达到最大不失真。（3） 撤掉信号发生器，使输入信号Vi=0，用万用表测量三极管三个级分别对地的电压，VE,VB,VCEQ,ICQ,根据IEQ=VEQ/RE估算ICQ，将测量结果记录在下表表3-1.3静态工作点（仿真）理论估算值实际测量值VBVCVEVCEICVBVCVEVCEIC2. 电压放大倍数的测量（1） 输入信号为1kHz，幅度为20mV（峰峰值）的正弦信号，输出端开路（RL=）时，用示波器分别测Vi，V0 的大小，再根据公式算出电压放大倍数（2） 放大电路输出端接入2k的负载电阻RL输入电压Vi不变，测出此时的输出电压V0,并算出此时的电压放大倍数，分析负载对放大电路电压放大倍数的影响。（3） 用示波器双踪观察V0，Vi的波形，比较他们的相位关系。3. 输入电阻和输出电阻的测量（1）.用示波器分别测出电阻两端电压VS和Vi，利用公式可计算出放大电路的电阻Ri的大小。电路如图所示：输出端开路（RL=）时接入负载RL=2k时（2）根据测得的负载开路时输出电压V0和接上2k负载时的输出电压V0，利用公式计算放大电路的输出电阻R0。测试结果如下表：理论估算值实际测量值参数Vi/mVV0/mVAVRi /R0/Vi /mVV0/mVAVRi /R0/负载开路RL=2k表3-3.14. 测量最大不失真输出电压调节信号发生器输入电压Vi的大小，直到输出波形要出现失真，这时示波器所显示正弦波电压Vom，即为放大电路最大不失真输出电压。三试验结果分析与讨论 1.实验结果 （1）静态工作点如上表3-1.3。 （2）电压放大倍数测量： RL=时，Vi=5.256mv，V0=722.443mv，电压放大倍数Av=137.45 RL=2k时，Vi=5.349mv，V0=422.664mv，电压放大倍数Av=79.01 Vi与V0 的波形： 显然的Vi与V0的相位相差180。 （3）输入电阻与输出电阻见表3-3.1. 2.分析与讨论（1） 分析静态工作点，电压放大倍数的实测值与理论值有何差异?为什么?负载开路时，电压放大倍数理论估算值AV=133.33 ,实际测量值AV=137.45，差距不大。而RL=2k时，电压放大倍数理论估算值AV=66.67，实际测量值AV=137.45，误差明显。理论估算时没有考虑三极管的电容特性以及对rbb,Ube都是估算的，不精确。（2） 负载电阻RL对放大增益的影响。 负载电阻RL会减小放大增益。（3） 试验过程中，如果将信号发生器或示波器接线换位，会出现什么问题？试验过程中，如果将信号发生器或示波器接线换