分压式放大电路

1、 分压式单级放大电路 课程名称：分压式单级放大电路 学 院 : ：计算机学院 班 级：信息安全专业 192111 小组成员：王莉娜，韩春玲，李晓 指导老师：罗大鹏 日 期： 20112 年 5 月 目录 第一章 课题简介 2 （小组成员介绍及分工） 2 第二章 初始分析 3 （原理分析） 4 第三章 电路的设计方案 6 第四章 实验内容 7 第五章 设计评价及改进方案 12 第六章 心得体会 13 第七章 参考文献及鸣谢 14 第一章 课题简介 通过实验箱制作并测试一个三极管共发射极放大电路， 要求如下 ： 1）放大电路输出为正弦波，波形无明显失真 2）放大信号的频率范围： 1kHz 100k

2、Hz 3）电压放大倍数 100 4）输出电压峰 -峰值： Vp-p5+/ 5）测量电路输入、输出电阻及真实的放大倍数 6）讨论该电路的优缺点及改进方案 实验器材 实验箱 信号发生器 示波器 万用表 导线 1 1 1 1 若干 小组分工： 初始分析 实验原理） 1. 晶体管的放大作用 晶体管具有电流放大作用， 它的实质是电流控制作用， 在共射接 法的 NPN型晶体管中一个较小的基极电流微小变化，就能引起集电 极电流的很大变化从而实现电流放大作用。 IC=ICE+ICBO ICE ICE与 IBE 之比称为电流放大倍数 ICEI C I CBOI C IBEI B I CBOI B IB=IBE-

3、ICBO IBE C IC B IB IE 共射接法采用发射极正向偏置集电极反向偏置的接法 2. 晶体管的输出特性曲线 要使三极管能正常放大， 需了解三极管的输出特性曲线输出特性 曲线是在 IB 为一常数时，输出回路中 IC与 UCE的关系曲线，它反映了 晶体管输出回路中电压与电流的关系。 晶体管可以工作在输出特性曲线的 3 个区域内，如图： 输出特性曲线的近于水平部分是放大区。 晶体管工作在放大区的主要 特征是：发射极正向偏置，集电极反向偏置， IC与 IB 具有线性关系： IC= IB 。在放大电路中晶体管必须工作在放大区。 所以实验中静 态工作点必须合适。 3. 由于晶体管工作一段时间后

4、温度会上升，使得会发生改变，固 定偏置电路的 Q点是不稳定的。 Q 点不稳定可能会导致静态工作点 靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏置电路，当 温度升高、 IC增加时，能够自动减少 IB，从而抑制 Q 点的变化。保 持 Q 点基本稳定。 综上，小组成员讨论拟采用分压式放大电路以稳定静态工作点， 分压式偏置电路能自动稳定工作点。 其中 RB1和 RB2 构成偏置电路 由电阻 RB1 和 RB2分压为晶体管提供一个固定的基极电位 UB。 RB1 RB2 uo 可见放大电路的静态工作点 UB 与晶体管的参数无关，不受温度的影 响，从而实现了静态工作点的稳定。 第二章 电路设计方案 经

5、小组成员讨论设计的电路图为分压式放大电路电路图如下： RC RE +EC C2 RL CE uo 注： 其中 E为实验箱上提供的直流电压大小为 12V,Ui为信号源提供 的交流正弦电信号， U0信号接入示波器的通道 1 以便观察放大倍数， 同时 Ui接入示波器的通道 2 当两个波形同时显示时能观察到是否反 向，同时从示波器上读出放大倍数。 连接交流信号源之前需测量静态工作点， 本实验准备测量的静态工作 点为 UB,UBE,UCE.三个量。 第三章 实验内容 1静态工作点的测量与计算 U B 2.18V IC IE U B U BE RE 2.18 0.67 1K 1.51 mA IC 1.51

6、 mA 37.7 A 40 UCE= 可以看到晶体管工作在放大区 UB的测量值为 UBE的测量值为 UCE的测量值为 2.输入信号，观察放大波形 该波形信号发生器显示的频率为 ,输出信号的峰峰值为 52mV.从 示波器上读出放大信号的峰峰值为约为，输入信号 Ui 约为。可以计 算出该放大电路的放大倍数 A=-117，放大后的电压的峰峰值为达到了 实验要求的 5V。放大倍数也超过了实验要求中的 100 倍。而后我们 又观察了频率为 100KHz时的波 形如下： 3.输入电阻及输出电阻的测量 测出等效电阻 ri和 r0两端电压， 测得输入电阻为：千欧 输出电阻为千欧 4理论值的计算 rbe 300

7、( ) (1 ) 26(mV) ) I E (mA) 1005.96 真实放大倍数 RC 40 5.1 Au 202.79 rbe 1.00596 输入电阻 ri RB1 / rbe / RB2 20.8729 输出电阻r0=Rc= K 误差分析： WAu Au实 Au理 100% Wri Au理 ri 实 ri理 100% ri理 117 ( 202.79) 100% 42.3% 202.79 0.98 0.8927 0.8927 100% 12.27% r 0实 r0理 Wr0 r0实 实验结果：由于 5.05 5.1 100% 100% 0.98% 5.1 的值不确定，在实验中假定其为

8、40，可以看出在 误差允许范围内本实验的结果基本正确，完成了课题要求 第五章 实验设计评价及改进方案 电路中存在的缺点有： 静态工作点一旦确定放大倍数就不能再 改变 放大电路从输入信号中得到的输入电压 为 87%电路性能有待高。 当输入的信号为 100KHz 时，波形不太理 想，原因是电路中的电容较小，所以可在输出端与地之间接一个 大电容。 电路的改进方案： 将 RE改为一个滑动变阻器，可通过改变 RE的电阻方便地改变放大倍数 电路的性能可以通过加入射级输出器， 利 用它输入电阻高，输出电阻低，带负载能力强的特点来提高整个 放大器的放大倍数 经过本次实验， 我们加深了对放大电路的了解同时学会了使用信 号发射器，示波器等仪器。在实验中我们遇到了许多困难，经过我们 小组的团结协作，共同讨论，最终克服了这些困难。我们感受到了对 知识包括实验过程步骤从一知半解到融会贯通的喜悦， 增强了克服困 难的勇气。我们认识到只有分工明确，团结协作，才能取得实验的成 功，同时也使我们巩固和加深了对电子线路基本知识的理