《实验三三极管放大电路设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验三三极管放大电路设计（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、东南大学电工电子实验中心实 验 报 告课程名称： 电子电路实验 第 3 次实验实验名称： 三极管放大电路设计 院 （系）： 吴健雄学院 专 业： 电类强化班 姓 名： 梅王智汇 学 号： 61012215 实 验 室: 101 实验组别： 同组人员： 实验时间：2014年 5 月 4 日 评定成绩： 审阅教师： 实验三 三极管放大电路设计一、实验目的1. 掌握单级放大电路的设计、工程估算、安装和调试；2. 了解三极管、场效应管各项基本器件参数、工作点、偏置电路、输入阻抗、输出阻抗、增益、幅频特性等的基本概念以及测量方法；3. 了解负反馈对放大电路特性的影响。4. 掌握多级放大电路的设计、工程估
2、算、安装和调试；5. 掌握基本的模拟电路的故障检查和排除方法，深化示波器、稳压电源 、交流毫伏表、函数发生器的使用技能训练。二、预习思考：1. 器件资料：上网查询本实验所用的三极管9013的数据手册，画出三极管封装示意图，标出每个管脚的名称，将相关参数值填入下表：参数符号参数值参数意义及设计时应该如何考虑VCBO Min 45V 集电极-基极击穿电压VCEO Min 25V 集电极-发射极击穿电压VEBO Min 5V 发射极-基极击穿电压ICM 500mAhFE下降一半时的集电极电流称作ICMhFE 64-300 直流电压增益VCE(sat) MAX 0.6V 集电极-发射极饱和压降VBE
3、MAX 1.4V 基极-发射极正向电压fT Min 150MHZ 特征频率2. 偏置电路：图3-3中偏置电路的名称是什么？简单解释是如何自动调节晶体管的电流IC以实现稳定直流工作点的作用的，如果R1、R2取得过大能否再起到稳定直流工作点的作用，为什么？答：该偏置电路是分压偏置电路，利用R1，R2对电源电压进行了分压，保证了基极电压稳定为：。这样就为电路提供了稳定的工作点。就是当环境温度升高时，ICQIEQ增加，UEQ=IEQRE增大，由于UBQ的基本固定，UBEQ=UBQ-UEQ减小,又使IEQ减小，抑制ICQ增加，通过这样的自动调节就稳定了静态工作点。如果R1，R2取值过大，以至于接近输入电
4、阻Ri，就会导致流入基极的电流不可忽略，工作点不稳定。3. 电压增益：(I) 对于一个低频电压放大器，一般希望电压增益足够大，根据您所学的理论知识，分析有哪些方法可以提高电压增益，分析这些方法各自优缺点，总结出最佳实现方案。答： 为了提高增益，需要调节参数， 共发射极组态电路增益为： 共基级组态电路增益为： 共集电极组态电路增益为： 注意到通过调大共发射极组态电路的RC与负载RL可以获得更大的放大倍数增益，但是在调节RC的时候会增大其输出电阻，故应当适当调节。也可以通过引入正反馈的办法来提高电压增益，但是这会影响电路工作的稳定性，一般只用于整形和波形发生电路。(II) 实验中测量电压增益的时候
5、用到交流毫伏表，试问能否用万用表或示波器，为什么？答：不可以。输入电压信号非常小，为5MV左右，在示波器中显示出来的具有很大的干扰谐波，测量值也会跳动非常厉害。万用表，测量的误差也非常大。所以用交流毫伏表是最好的选择。4. 输入阻抗：1) 放大器的输入电阻Ri反映了放大器本身消耗输人信号源功率的大小，设信号源内阻为RS，试画出图3-3中放大电路的输入等效电路图，通过连线回答下面的问题，并做简单解释： Ri = RS放大器从信号源获取较大电压Ri RS放大器从信号源获取最大功率答：根据，可知Ri = RS时，放大器可获得最大功率。 当Ri RS时，由分压原理，放大器可获得较大电压。输入等效电路如
6、下：2) 图3-1是实际工程中测量放大器输入阻抗的原理图，试根据该图简单分析为什么串接电阻RS的取值不能太大也不能太小。 图3-1 放大器输入阻抗测量原理图 答：若Rs太小，则UsUi，会导致电流过大，若Rs太大，则Ui会很小。所以为了保证器件的直流工作点，保证器件正常工作，所以Rs不能太大也不能太小3) 对于小信号放大器来说一般希望输入阻抗足够高，根据您所学的理论知识，分析有哪些方法可以提高图3-3中放大电路的输入阻抗。答：答： 由于该电路为共发射极放大电路 输入阻抗 由于基本不变，所以可以适当提高R1与R2的阻值。 或者计入电压串联负反馈，也可以增大输入电阻。5. 输出阻抗：1) 放大器输
7、出电阻RO的大小反映了它带负载的能力，试分析图3-3中放大电路的输出阻抗受那些参数的影响，设负载为RL，画出输出等效电路图，通过连线回答下面的问题，并做简单解释。 RO = RL负载从放大器获取较大电压 RO RL负载从放大器获取最大功率答：由可知，当RO = RL时，负载从放大器获取最大功率；当RO RL时，由于总电阻较小，负载从放大器吸取较大电流。输出等效电路：2) 图3-2是实际工程中测量放大器输出阻抗的原理图，试根据该图简单分析为什么电阻RL的取值不能太大也不能太小。图3-2 放大器输出阻抗测量原理图答：输出电流 输出电压 要保证输出电流与输出电压都不能太小，负载电阻不能太大也不能太小
8、。3) 对于小信号电压放大器来说一般希望输出阻抗足够小，根据您所学的理论知识，分析有哪些方法可以减小图3-3中放大电路的输出阻抗。答：对于共发射极放大电路。其输出电阻是RC。所以要减小电路的输出阻抗，减小RC即可。或者加入电压串联负反馈也可减小输出阻抗。6. 计算图3-3中各元件参数的理论值，其中已知：VCC=12V，Ui=5mV，RL=3K，RS=1K， T为9013指标要求：Au50，Ri1 K，RO3K，fL100kHz（建议IC取2mA）用Multisim软件对电路进行仿真实验，仿真结果填写在预习报告中。1) 仿真原理图2) 参数选择计算输入电阻，又， 其中IE取2mA，所以rbe约为
9、2k，这样只要RB=R1/R21k，那么就可以满足Ri1k 输出电阻RoRC,所以要符合Ro100，Ri1 K，RO1M；b) 输出电阻由共集放大级决定，其中Ro2R9，计算可得，Ro80c) 第一级共源放大级的增益Au1=-gm(R6/Ri2) ，Ri2为第二级放大电路的输入电阻， Ri2=R7/R10/rbe2.2k，Au1-1.29；第二级共射放大级的增益Au2=-(R9/Ri3)/rbe，Ri3为第三级放大电路的输入电阻，Ri3=R8/R11/rbe+(1+)(R14/R16)13.2k，Au2-190；第三级共集放大级的增益0.98；故整个放大器的增益Au=Au1Au2Au3=240
10、；3) 仿真结果注：由于仿真实验中选用场效应管与三极管与实际做实验的三极管的型号不一致，故导致放大倍数有较大差距，但仍可反映本电路三级放大的主要特点。CH1-输入CH2-UoCH3-Uo1CH4-Uo2三、实验内容1. 基本要求：图3-3 射极偏置电路1) 研究静态工作点变化对放大器性能的影响(1) 调整RW，使静态集电极电流ICQ=2mA，测量静态时晶体管集电极发射极之间电压UCEQ。记入表3-3中。(2) 在放大器输入端输入频率为f=1kHz的正弦信号，调节信号源输出电压US 使Ui=5mV，测量并记录US、UO和UO（负载开路时的输出电压）的值并填于表3-1中。注意：用双踪示波器监视UO及Ui的波形时，必须确保在UO基本不失真时读数。(3) 根据测量结果计算放大器的Au、Ri、Ro。表3-1 静态工作点变化对放大器性能的影响静态工作点电流ICQ(mA)12测量值测量值理论值误差输入端接地UBQ(V)1.622.622.600.8%UCQ(V)8.855.936.001.2%UEQ(V)1.022.002.000输入信号Ui=5mVUS(mV)5.155.155.140.2%UO(V)0.3220.5040.5254%UO (V)0.6560.9921.055.5%计算值UBEQ0.60.620.63.3%UCEQ7.833.934.001.8%Au64.4100.8105
