晶体管单级放大器92400

1、2.1晶体管单级放大器实验一、实验目的（1）掌握用Multisim 11.0仿真软件的分析单级放大器的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、实验原理及电路实验电路如下图所示：采用基极固定分压式偏置电路。电路在接通直流电源Vcc而未加入输入信号的时候（Vi=0）时，三极管三个极电压和电流称为静态工作点，即： (2.1-1) (2.1-2) (2.1-3) (2.1-4)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小信号。为此设定合理的静态工作点。为了获得最大的不失

2、真的输出电压，静态工作点应选择在输出特性曲线的上交流负载线的中点。若工作点选得太高则易引起饱和失真；选得太低，又易引起截止失真。静态工作点的测量是指在接通电源电压后放大器输入端不加信号（通过隔直流电容C1将输入端接地）时，测量晶体管集电极电流ICQ和管压降VCEQ。其中，VCEQ可直接用万用表直流电压档测C-E极间电压获得，而ICQ的测量则有直接法和间接法两种：（1）直接法：将万用表（电流档）串联在集电极电路直接测量。此法精度高，但是要断开集电极回路，比较麻烦。（2）间接法：用万用表（直流电压档）先测出RC（或RE）上的电压降，然后根据已知RC（或RE）算出ICQ（或IEQ），此法简单，在实验

3、中常用，但其测量精度稍差。为了减小误差，应选用内阻较高的电压表。对于晶体管放大电路，根据设计目的的不同，静态工作点的选择也有不同的原则。一般来说，在没有特殊要求的情况下，静态工作点的选择，从理论上的说，就是使其处于交流负载线的中点，也就是让输入信号能够达到最大限度的不失真。因此，在本实验中，静态工作点的调整，就是用示波器观察输出波形，让输入信号达到最大限度的不失真。当按照上述的要求搭接电路，在输入端引入正弦信号，用示波器观察输出。静态工作点具体的调整步骤如下表：现象出现截止失真出现饱和失真两种失真都出现无失真动作减小RW增大RW减小输入信号加大输入信号根据示波器上观测到的现象，做出不同的调整动

4、作，反复进行。当加入输入信号。两种失真同时出现，减小输入信号，两种失真同时消失，可以认为此时的静态工作点正好处于交流负载线的中点，就是最佳的静态工作点。去掉输入信号，测量此时的VCQ，就得到静态工作点。2.放大倍数的测量电压放大倍数是指放大器的输入电压VO与输入电压Vi的比值 （2.1-5）用示波器分别测出输入电压VO和输入电压Vi，便可按式（2.1-5）求得电压放大倍数，放大电路的电压放大倍数与负载RL有关。3.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。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

5、输入电阻为 （2.1-6）电阻R值不宜过大，否则易引入干扰；但也不能取得太小，否则测量误差较大。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开路时的输出电压VO，带上负载RL后的输出电压VO，经计算求得。由此可得输出电阻为 （2.1-7）三、实验内容1.静态工作点的测量和调整（1）如图所示接入信号发生器，示波器A通道接入放大器输入信号，B通道接入放大器输出信号，开始仿真。（2）在输入端加入1kHz、幅度为20mV（VPP）的正弦波。调节电位器使得示波器的输出波形达到最大不失真，如图所示（1）撤掉信号发生器，是输入信号电压Vi=0，用万用表测量三极管

6、三个电极分别对地的电压VE，VB，VC，VEQ，ICQ。如图所示。将测量值记录于表2.1-2，并与估算值作比较。表2.1-2 静态工作点的仿真理论估计值实际测量值VBVCVEVCEICVBVCVEVCEIC3.757V5.895V3015V2.844V3.052mA3702V5.937V3.046V2.891V3.031mA2.电压放大倍数的测量（1）输入信号为1kHz。幅度为20mV（VPP）的正弦信号，输入端开路（RL=）时，用示波器分别测出Vi，VO的大小，然后根据式（2.1-5）算出电压放大倍数。（2）放大电路输出端接2k的负载电阻RL，保持输入电压Vi不变，测出此时的输入电压VO，并

7、算出此时的电压放大倍数，并分析负载对放大电路电压放大倍数的影响。（3）用示波器观察VO和Vi的波形，比较它们之间的相位关系。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的电压VS和Vi，利用式（2.1-6）便可算出放大电路的输入电阻Ri的大小。如图所示（2）根据测得的负载开路时的输出电压VO和接上2k负载时的输出电压VO，利用式（2.1-7）便可算得放大电路的输出电阻RO表2.1-3 放大电路动态指标的测试，计算结果理论估算值实际测量值参数ViVOAVRiROViVOAVRiRO负载开路973.4mV1.901V-1932.23k984.1mV1.92V-1952.25kRL=2k980.1mV0.973V-982.25k1.89k990.0mV0.982V-99.22.28k1.91k4.测量最大不失真输入电压调节信号发生器输入电压Vi的大小，直到输出波形刚要出现失真的时候停止增大Vi，这是示波器的所显示的电压VOM，即为放大线路的最大不失真输出电压，记下此时的输出电压大小。四、分析一、静态工作点的理论估算值和实际测量值之间的误差原因：1）近似认为ICQ=IEQ，使得VCEQ偏小，IC偏大；2）近似计算三极管的体电阻为特定值，此特定值偏大；3）忽略三极管的极间电阻和极间