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1、实验1.2 晶体管共射极单管放大器,实验目的 实验器件 实验原理 实验内容 实验报告 预习与思考题,实验目的,1学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。 2掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。 3熟悉常用电子仪器及电子技术实验台的使用。,实验器件,EEL-07组件 信号源(下组件) 示波器 交流毫伏表 直流电压表 直流毫安表 万用电表 晶体三极管3DG6 (或9011) (管脚排列如图1.2-6所示),以及若干电阻、电容,所用元器件样品,实 验 板 电容 三极管,竖的5个孔内部是短路,横的孔之间是不通的,横的25个孔内部是短路,竖
2、的孔是不通的,中间断开,实验原理,放大电路的组成及其工作原理 放大电路概述 放大电路的作用：把微弱的电信号放大到所需的值。 放大电路的主要性能指标：测试放大电路性能指标的电路如图2.1所示。图中us 和Rs分别是测试用正弦信号源的开路电压和内阻，RL为负载电阻，直流电源为被测放大电路的正常工作供电，ui和ii 分别是放大电路的输入电压和输入电流，uo和io分别是放大电路的输出电压和输出电流。放大电路的主要性能指标有：放大倍数，输入电阻，输出电阻，频带宽度，动态范围等。 基本放大电路的组成原则 直流偏置：晶体管的发射结应正向偏置，集电结应反向偏置。 信号的输入和输出：信号源和负载接入放大电路时，
3、应不影响晶体管的原直流偏置，即：仍保证发射结应正向偏置，集电结应反向偏置。另外，信号源和负载一般也不希望有直流电流流入，所以，信号源放大电路负载之间的耦合电路，一般要求既能“隔直”，又能使信号畅通无阻地传输。,电阻分压工作点稳定单管放大器实验电路图,电阻分压工作点稳定单管放大器 工作原理,图1.2-1为电阻分压工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用和组成的分压电路，并在发射极中接有电阻，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号后，在放大器的输出端便可得到一个与相位相反，幅值被放大了的输出信号，从而实现了电压放大。 在图21电路中，当流过偏置电阻RB1和RB2 的电流远
4、大于晶体管T 的 基极电流IB时（一般510倍），则它的静态工作点可用下式估算 在此条件下，当温度上升，IC，IB都将增加，由于IB增加, 在RE在上产生的压降UE也要增加，UE增加部分反馈到基极发射极回路去控制UBE在使外加于管子的UBE减小,由于UBE减小，从而限制了IC的增加，使基本IC稳定.由此可见该电路温度稳定性好。由于RE的接入，虽然带来了稳定工作点的好处，却使放大倍数下降，而且RE越大，下降越多。为解决此问题，通常在RE上并联一个大电容CE，它对直流相当于开路，不会影响静态工作点，但对交流接近于短路，因此对交流而言可看成发射极直接接地。所以CE又称为射极旁路电容.它消除RE了对交
5、流分量的影响，使放大倍数不至于下降.,静态工作点对输出波形失真的影响,放大器静态工作点的测量与调试,放大器静态工作点的测量与调试 静态工作点的测量 静态工作点的调试 放大器动态指标测试 放大器动态指标测试有电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压(动态范围)和通频带等。,静态工作点的测量,静态工作点是指：输入交流信号为零时的三极管集电极电流ICQ和管压降UCEQ。 测量放大器的静态工作点，应在输入信号的情况下进行，即将放大器输入端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流以及各电极对地的电位、和。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压，然后
6、算出的方法，例如，只要测出,即可用算出 ,也可根据，由确定。同时也能算出，。为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。改变电路参数、（、）都会引起静态工作点的变化，如图1.2-3所示。但通常多采用调节偏置电阻的方法来改变静态工作点，如减小，则可使静态工作点提高等。,放大器动态指标测试,放大器动态指标测试有电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压(动态范围)和通频带等。,电压放大倍数的测量,电压放大倍数AV是指输出电压与输入电压有效值之比。实验中，调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压ui，用示波器监视放大电路输出电压波形，调整放大器到合适的静态工作点，然后加入
7、输入电压，在输出电压不失真的情况下，用交流毫伏表测出和的有效值和，则。,输入电阻的测量,输入电阻Ri的大小表示放大电路从信号源或前级放大电路获取的电流的多少。因为放大器的对信号源来说就是其负载，输入电阻越大，索取前级电流越小，对前级的影响越小。为了测量放大器的输入电阻，按图1.2-4电路在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻R，在放大器正常工作的情况下，用交流毫伏表测出和。根据输入电阻的定义可得 测量时应注意： a由于电阻两端没有电路公共接地点，所以测量两端电压时必须分别测出和，然后按求出值。 b电阻R的值不宜取得过大或小，以免产生较大的测量误差，通常取与为同一数量级为好，本实验可取。
8、测量之前仪表应较零US，Ui最好用同一量程进行测量。,输入、输出电阻测量电路,静态工作点的调试,静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。为了获得最大不失真的输出电压，静态工作点应选在输出特性曲线上交流负载线的中点。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时的负半周将被削底，如图1.2-2(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显）。如图1.2-2(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的，检查实验中如果测得UCEQ0.5，说明三极管已经饱和；如
9、果测得UCEQUCC说明三极管已经截止。输出电压的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。,饱保失真（7.5k）,截止失真（160k）,改变Rb1后，电路的三种工作状态波形图,放大区（20k）,输出电阻的测量,从放大器的输出端看进去，放大器可等效成一个大小等于开路的输出电压的电压源和一个内阻相串联的电路，这个等效电源的内阻就是放大器的输出电阻。输出电阻R0的大小表示电路带负载能力的大小。输出电阻越小，带负载能力越强。按图1.2-4电路，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载的输出电压和接入负载后的输出电压，根据。即可求出： 在测试中应注意，必须保持接入前后输入信号的大小
10、不变。为了测量值尽可能精确，取RL与Ro的值为同一数量级,输入、输出电阻测量电路,最大不失真输出电压的测试(最大动态范围),如上所述，为了得到最大动态范围，应将静态工作点调在交流负载线的中点。为此在放大器正常工作情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节(改变静态工作点)，用示波器观察，当输出波形同时出现削底和缩顶现象时，说明静态工作点已调在交流负载线的中点。然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真时，用交流毫伏表测出 (有效值)，则动态范围等于。或用示波器直接读出来。,静态工作点正常，输入信号太大引起的失真,放大器频率特性的测量,放大器频率特性是指放大器的电压放大倍数与输入信号
11、频率之间的关系曲线。单管阻容耦合放大电路的幅频特性曲线如图1.2-5所示，为中频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频放大倍数的倍，即所对应的频率分别称为下限频率和上限频率，则通频带 9012(3CG) 9013(3DG12)图1.2-6 放大器的频率特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数。为此，可采用前述测的方法。每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数，测量时应注意取点要恰当，在低频段与高频段应多测几点，在中频段可以少测几点。此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变。,幅频特性曲线,测量电压放大倍数,在放大器输入端加入频率为的正弦信号，调节信号源的输出旋钮使，同时
12、用示波器观察放大器输出电压的波形，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值，并用示波器同时观察和的相位关系，把结果记入表1.2-2中。,实验报告,1列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻之值与理论计算值相比较（取一组数据进行比较），分析产生误差的原因。 2总结、及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的影响。 3讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。 4分析讨论在调试过程中出现的问题。,预习与思考题,1阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。假设：的，。估算放大器的静态工作点，电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。 2了解EEL-07组件的结构和使用方法。 3了解放大器干扰和自激振荡消除的方法。 4能否用数字电压表直接测量晶体管的？为什么实验中要采用测、，再间接算出的方法？ 5怎样测量阻值？ 6当调节偏置电阻，使放大器输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压降 怎样变化？ 7改变静态工作点对放大器的输入电阻有否影响?改变外接电阻对输出电阻有否影响？ 8在测试、和时怎样选择输入信号的大小和频率？为什么信号频率一般选，而不选或更高？ 9测试中，如果将信号源，交流毫伏表、示波器中任一仪器的二个测试端子接线换位(即各仪器的接地端不再连在一起)，将会出现什么问题？,
