三极管共射放大电路

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1、1 实验报告专业： _姓名： _学号： _日期： _桌号： _课程名称： 模拟电子技术基础实验 指导老师： 成绩： _ 实验名称： 三极管共射放大电路一、实验目的1. 掌握共射放大电路的仿真方法。2. 掌握放大电路的调试和测量方法。3. 进一步熟悉示波器、函数信号发生器、交流毫伏表的使用。二、实验器材1. 示波器、信号发生器、晶体管毫伏表2. 共射电路实验板三、实验内容1. 静态工作点的调整与测量2. 测量电压放大倍数3. 测量最大不失真输出电压4. 测量输入电阻5. 测量输出电阻6. 测量上限频率和下限频率7. 研究静态工作点对输出波形的影响四、实验电路与原理实验电路（仿真电路图）：2 电路

2、原理：1）三极管放大电路的静态工作点应臵于直流负载线还是交流负载线的中点？为什么？如何实现？答： 三极管放大电路的静态工作点应臵于交流负载线的中点。 这样便可获得较大输出动态范围。要得到最佳静态工作点，初选直流负载线的中点，还要通过调试来确定交流负载线的中点，一般通过设臵电位器的方法来调整静态工作点。2）静态工作点设臵过高或过低时，放大电路会先出现饱和失真还是先出现截止失真？饱和失真与截止失真在形状上有何区别？区别是如何产生的？答：静态工作点设臵过高时，先出现饱和失真；静态工作点设臵过低时，先出现截止失真。饱和失真形状为：“削顶”失真；截止失真形状为：“缩顶”失真。饱和失真是因为静态工作点设臵

3、过高，交流信号输入时，正弦顶部使三极管进入饱和区，出现“削顶”的饱和失真；截止失真是因为静态工作点设臵过低，交流信号输入时，正弦底部使三极管进入截止区，出现“缩顶”的截止失真。3）电路中， R7 引入什么反馈？起什么作用？若 R7 被短路， Q 点、 A v、 Ri、 Ro 如何变化？电流串联负反馈，改善动态性能。 Q 点基本不变， A v 的绝对值变大， Ri 变小， Ro 不变。五、实验步骤和实验结果1. 静态工作点的调整与测量实验步骤：1) 将直流稳压电源的输出调至 12V；连接稳压电源与电路板的电源线和地线。2) 调节偏臵电位器，使放大电路的静态工作点满足设计要求 (I CQ 1.5m

4、A) 。3) 测出共射电路的静态工作点，记录测量值，并与理论估算值和仿真值进行比较。实验结果记录：VBQ(V) VEQ(V) VCQ(V) ICQ (mA) 3 理论值 3.457 2.757 7.050 1.500 仿真值 3.425 2.750 7.048 1.501 实测值 3.49 2.72 7.12 1.500 2. 测量电压放大倍数实验步骤：1) 从函数信号发生器输出 1kHz 的正弦波（幅度要小，约 20mV），加到电路板上的 S 端。用示波器检查放大电路输出端是否有放大的正弦波且无失真。2) 用交流毫伏表测量输入 vi 电压（ H 端），调节函数信号发生器幅度，使电路输入 vi

5、= 10mV( 有效值 )。3) 负载开路，用交流毫伏表测出输出电压 vo 有效值，求出开路放大倍数。4) 负载接上 2k，再次测 vo，求出带载放大倍数。实验结果记录：测试条件 实测值（有效值） 理论值 仿真值Vs(mV) Vi(mV) Vo(V) Av Av AvRL= 17.2 10.0 0.832 -83.2 -83.54 -84.74 RL=2k 17.2 10.0 0.320 -32.0 -31.53 -32.58 3. 测量最大不失真输出电压实验步骤：1) 负载开路，逐渐增大输入信号幅度，直至输出刚出现失真。2) 用交流毫伏表测出此时的输出电压有效值，即为最大不失真输出电压 Vo

6、max。3) 负载接上 2k，再次测 Vomax。实验结果记录：测试条件 实测值 理论值 仿真值Vomax (有效值 ) Vomax (峰值 ) Vomax (峰值 ) Vomax (峰值 ) RL= 2.58v 3.65v 3.65v 4.20v RL=2k 1.32v 1.87v 1.87v 1.72v 4. 测量输入电阻测量原理：放大电路的输入电阻可用电阻分压法来测量，图中 R 为已知阻值的外接电阻，分别测出 Vs 和 Vi，则实验步骤：1) 从函数信号发生器输出正弦波，加到电路板上的 S 端。2) 用交流毫伏表测出 vs 和 vi 电压。3) 求出输入电阻。实验结果记录：输入电阻（实测

7、值） 理论值 仿真值Vs (mV) Vi (mV) Ri (k ) Ri (k ) Ri (k )17.2 10.0 2.78 / 4.15 RVV VRVVVIVRisiisiiii /)(4 5. 测量输出电阻测量原理：放大电路的输出电阻可用增益改变法来测量，保持信号源幅度不变，分别测出负载开路时的输出电压 Vo和带上负载 RL 后的输出电压 Vo，则实验步骤：1) 从函数信号发生器输出正弦波，加到共射放大电路的输入端。2) 断开负载，用交流毫伏表测出输出电压 Vo。3) 接上负载，用交流毫伏表测出输出电压 Vo。4) 计算输出电阻 Ro。实验结果记录：输出电阻（实测值） 理论值 仿真值V

8、o (mV) Vo (mV) Ro (k ) Ro (k ) Ro (k )832 320 3.2 3.3 3.2 6. 测量上限频率和下限频率实验步骤：1) 从函数信号发生器输出 1kHz 的正弦波，加到放大电路输入端。2) 用交流毫伏表测输出电压，调节输入信号幅度，使输出 Vo =1V 。3) 保持输入信号幅度不变， 降低信号频率， 使输出幅度下降至 0.707Vo 时得到下限频率 fL。4) 保持输入信号幅度不变， 增大信号频率， 使输出幅度下降至 0.707Vo 时得到上限频率 fH。实验结果记录：测试条件 实测值 理论值 仿真值fL (Hz ) fH (Hz ) fL (Hz ) f

9、H (Hz ) fL (Hz ) fH (Hz)RL= 29 60.7k / / 44.869 18.293M RL=2k 28 130.9k / / 45.852 47.019M 7. 研究静态工作点对输出波形的影响实验步骤：1) 负载开路，输入 1kHz、幅度合适的正弦信号，用示波器监视输出电压。2) 调节电位器 (RW1 减小或 RW2 增大 )，使静态电流 I CQ 增大到足够大 (如 2.0mA) ，测量并记录集电极静态电流。3) 逐渐增大输入信号，使输出波形出现明显的失真。记录此时的示波器波形，测量刚出现失真时的最大不失真输出电压。4) 减小输入信号，使电路回到正常的放大状态（输出

10、电压无失真）。5) 调节电位器 (RW1 增大或 RW2 减小 )，使静态电流 I CQ 下降到足够小 (如 1.0mA) ，测量并记录集电极静态电流。6) 逐渐增大输入信号，使输出波形出现明显的失真。记录此时的示波器波形，测量刚出现失真时的最大不失真输出电压。仿真实验结果记录：I CQ 先出现 Vomax(峰值 ) 正 /负半周 形状1.999mA 饱和失真 -1.65v 负 削顶失真1.046mA 截止失真 2.65v 正 缩顶失真oLoLo VRRRVLooo RVVR 15 实验结果记录：I CQ 先出现 Vomax(峰值 ) 正 /负半周 形状1.90mA 饱和失真 -1.6v 负

11、削顶失真1.06mA 截止失真 2.6v 正 缩顶失真六、实验结果分析 （选做）1. 静态工作点的调整与测量为了使 I CQ 1.5mA ，调节电位器使得 R5 上的压降为 1.5mA*3.3k =4.95v，但是由于电位器调节精度和 R5 的实际阻值的影响，各个静态工作点与理论值有微小偏差，在误差允许的范围内，与理论值相符。2. 测量电压放大倍数由于毫伏表只能测得正弦信号有效值，所以最终得到的电压放大倍数为绝对值。通过理论课的学习，我们知道共射放大电路的电压放大倍数为负值，所以理论与实验相结合，得到最终答案。3. 测量最大不失真输出电压由于我测量最大不失真输出电压的时候将示波器显示的波形纵向

12、放大，所以可以相对准确的找到失真的那一刻，测量值与理论值基本相同。4. 测量输入电阻输入电阻与电位器的阻值相关，所以理论值无法计算，测量值不同人得出的值也不同。5. 测量输出电阻我们用软件仿真的时候是用较大阻值的负载替代空载，所以与理论值有所不同。6. 测量上限频率和下限频率上限频率，主要受晶体管结电容及电路分布电容的限制；下限频率，主要受耦合电容及射级旁路电容的限制。实际测得的上限频率与仿真值差别较大，所以我认为是晶体管结电容及电路分布电容与仿真电路图有较大差别。7. 研究静态工作点对输出波形的影响输入与输出波形的相位关系为相差。当 ICQ 偏大时，出现饱和失真，形状为 “ 削顶 ” 失真；

13、当I CQ 偏小时，出现截止失真，形状为 “ 缩顶 ” 失真。当加大输入信号时，同时出现饱和与截止失真。七、实验收获1. 通过这次实验，我对三极管共射放大电路有了更直观的了解，清楚了理论学习中的一些误区。2. 也学到了一些新的测量方法及注意事项，比如用毫伏表测量电压时，若两端点有一端没有接地，就要换间接测量的方式，以免测量误差较大。3. 计算理论值时，并不局限于不甚准确的用默认值来计算，更可以用仿真进行更为精确的计算。4. 而且我了解到预习实验对做实验的重要性， 如果实验前没有对整个实验过程有所了解的话， 实验想必不会很顺利。八、思考与讨论1. 与负载开路相比，接上负载对放大电路的上下限频率有

14、什么影响？fL 基本不变， f H 增大（约两倍）。2. 在测量输入电阻时，为什么不能直接测 Rs 两端的压降？（注： Rs即实验电路中 R1）因为 Rs 两端没有电路的公共接地点，若用一端接地的毫伏表测量，会干扰信号，以致造成测量误差。6 3. 在测上限和下限频率时，如何选择输入信号的大小？为什么使输出电压为 1V？不能太大，会产生失真；不能太小，测量精度不高。九、体会、心得、问题及解决方法 （选做）通过这个三极管共射放大电路的调试和参数测量实验，我对三极管的共射放大电路的原理有了更深刻的认识，对三极管共射放大电路的输入输出信号的波形，不同负载下的信号放大倍数，信号的失真情况，放大电路的通频

15、带宽度有了更深入直观的了解，对示波器的使用和调试有了更好的掌握，对实验过程中容易出现的问题有了更好的解决耐心和自己解决问题的能力。另外，我对这个模电实验还有实验本身还有以下几点认识。我们不能轻易相信电路板上的标称值，要自己动手测量电路中的电阻及其他器件的标称值（包括输出电压）与实际值的差别，实验前均需重新测定，否则直接做实验很容易出现较大误差甚至错误，而且不利于实验矫正。测量器件两端的电位差时要测出它们的对地电压，再相减。由于器件两端没有电路的公共接地点，若用交流毫伏表直接测器件上的压降，则会引入干扰，造成测量误差。示波器监视波形时，如果波形不稳定，需要检查导线接触情况、线路有无短路、周围有没有烦扰信号，同时调节示波器尽量使其波形尽量稳定。由于电子元器件的电流电压承载能力较小，一定要先开电源，调整电压或电流到实验值，关闭电源，然后在电路板连上接线后再开电源，避免因电压或电流过大使器件损坏。测输入信号的输出信号波形时，不可以改变电路的静态工作点，不然接下去的数据的测量都是错误的；一旦不小心触碰了电位器，必须重新调整静态工作点，不能贪图方便而无视静态工作点的变化。实验前要做好充分的准备工作，实验中要有耐心，要有自己的思考，寻找实验的关键，认真记录数据，实验后认真的处理分析，这样才能做好每一个实验。