晶体管放大器

课程设计说明书 课程题目 单级阻容耦合晶体管放大电路 系 别 物理与电子工程系 专 业 电子信息工程 班 级 09 电本 2 班 姓 名 学 号 2009105433 指导老师 课程设计任务书 一 设计目的一 设计目的 1 学习晶体管放大器的设计方法 2 研究静态工作点对输出波形的影响及静态工作点的调整方法 3 掌握静态工作点 电压放大倍数和输入电阻 输出电阻的测试方法 4 研究信号源内阻对波形失真的影响 二 设计要求和技术指标二 设计要求和技术指标 1 技术指标 电源电压为 10V Vi 10mV 外接负载 3k 工作频率 100Hz 500kHz 电压放大倍数大于 50 输入电阻大于 3K Ro50 根据电压放大倍数 4 16 be L i r R A 求得 若取 VBQ 4V 则 R3 VBQ IEQ 2k R L 1 71k C1 C2 10 2 3 14 fL R3 R5 10 F 4 17 C3 1 2 3 14 fL R4 Rs rbe 1 100 F 4 18 由 4 16 式得 118 be L i r R A 4 3 实验内容实验内容 4 3 1 装接电路装接电路 实验电路图如图 2 1 所示 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 用万用表的 100 或 1k 电阻档分别判断电容器和三 极管的好坏和极性 2 按照图 2 1 电路图连接电路 将可变电阻 Rp 调到尽头的位置 3 仔细检查电路 并经指导老师确认无误后方可接通电源 4 3 2 静态工作点的调试和测量静态工作点的调试和测量 1 断开 R5 即信号从 B 点输入并空载 在输入端加上 f 1kHz 的 正弦波信号 接通电子技术学习机电源 用示波器观察放大器的输出波形 调 整信号幅度 使输出波形只出现一部分失真 饱和或截止失真 调整 Rp 即 调整静态工作点 使输出波形不失真 慢慢增大 Vi 输出波形会出现饱和或截 止失真 说明静态工作点不在负载线中点 调节基极偏置电位器 Rp 使失真消 失 如此反复调节 直至输入信号略有增加 输出波形会同时出现饱和或截止 失真 即 Q 点已被移至负载线中点 这样 最大不失真输出状态就调好了 2 保持静态工作点不变 撤去信号源 将输入端接地 用万用表测量 放大器最大不失真状态时的静态工作点 即测量三极管的三个引脚 Vc VE VB 并根据电路算出其他参数填入表 4 1 中 表 4 1 测 量 值计 算 值 UB V UE V UC V UBQ V UCEQ V IC mA 2 716 052 112 52 4 3 3 电压放大倍数电压放大倍数 Au 输入电阻 输入电阻 ri 和输出电阻和输出电阻 ro 的测量的测量 1 在放大器输入端加入频率为 20kHz 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 4 2 表 4 2 Ic 2 0mA Ui 10 mV R 3 K R5 K Uo V A V 观察记录一组 uO和 u1波形 2 23 2 置 R3 2K R5 3K IC 2 0mA 输入 f 20KHz 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 2 3 保持 US不变 断开 RL 测量输出电压 Uo 记入表 2 3 根据公式 ri Ui Us Ui Rs ro Uo UL UL Rs 算出 ri 和 ro 并填入表 2 3 中 表 4 3 Ic 2mA R3 2K R5 3K Ri K R0 K US mv Ui m v 测 量值 计 算值 U L V U O V 测 量值 计 算值 4 3 4 电路的装电路的装 按照设计参数安装电路 接通电路 调整电路 用万用表测得静态工作点 如表 4 4 表 4 4 BQ V EQ V CEQ V BEQ V CQ I 2V4V7 6V0 69V2mA 4 3 5 测量电压增益测量电压增益 V A 在放大器输入端加上 f 1kHZ Vip p 25mV 正弦波 在输出波形不失真时 测得和的波形如图所示 i v 0 v 输入输出波形 由图可知 5V 25mV POPV VA PiP V 4 3 6 测量输入电阻测量输入电阻 i R 分别测得两端的输出电压 V 8V 4 8V 则 L R OL V 8 4 8 1 3 2K LOLOO RVRR 1 第五章第五章 实验分析与研究实验分析与研究 5 1 误差分析误差分析 5 1 1 电压增益电压增益 V A 理论计算值取 相对误差 118 118 100 V A AV 5 1 2 输入电阻输入电阻 i R 理论值 2 9 实测值 2 05K i R be r i R 相对误差 2 05 2 9 2 9 100 AV 5 1 3 输出电阻输出电阻 O R 理论值 R3 2k 实测值得 2 73K O R O R 相对误差 2 73 2 2 73 100 AV 误差产生的原因 1 各计算公式为近似公式 2 元件的实际值与标称值 不尽相同 3 在频率不太高时 C2 C3 的容抗不能忽视 4 测量仪器 仪表的读数误差 5 2 影响放大器电压增益的因素影响放大器电压增益的因素 从求得的公式可知 V A 5 2 1 晶体管的 而 R3 R3 故不可太大 V A OC RR 5 2 2 则 mAImAI mV rr mACQ mV mAEQ bbe 26 300 26 1 会使 bebeVEQ rrAI i R 5 3 波形失真的研究波形失真的研究 当静态工作点过低时 会产生截止失真 过高时会产生饱和失真 改进办 法 调整偏置电阻 截止失真时减小 提高 饱和失真时增大 1B R EQBQ IV增大 R1 以减小 EQ I 实验总结实验总结 6 1 1 通过本次实验掌握了单级阻容耦合放大器的工程设计估算法和如 何调整放大器的静态工作点 掌握了放大器的主要性能指标及其测量方法 尤 其是对如何提高放大器的电压增益和扩展通频带的体会较深 6 1 2 进一步熟悉了示波器 信号发生器和万用表的使用方法 以及如 何来检查晶体管的好坏 6 1 3 在实验时应保持冷静 测试有条理 遇到问题要联系书本知识积 极思考 同时一定要做好实验前的预习和