本文格式为Word版，下载可任意编辑实验三 晶体管单管共射放大电路 测验三 晶体管单管共射放大电路 一、 测验目的： 1．学习电子线路安装、焊接技术 2．学会放大器静态工作点的测量和调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响 3．掌管放大器交流参数：电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压和频率特性的测试方法 4．进一步熟谙常用电子仪器及模拟电路设备的使用方法和晶体管β值测试方法 二、测验原理： （一）测验电路 图3.1中为单管共射根本放大电路 VCCRW2MRC3KC2I1IiViARS3K10UFIBQDVoVsViRL3KBC1VBQR13KVCQT1NPN10UCVo+12VICQ.RB=RW+R1.GND图3 .1 晶体管单管共射放大电路 1． 元件作用： ① RB基极偏流电阻，供给静态工作点所需基极电流RB是由R1和RW串联组成，RW是可变电阻，用来调理三极管的静态工作点，R1（3K）起养护作用，制止RW调至0端使基极电流过大，损坏晶体管② RS是输入电流取样电阻，输入电流Ii 流过RS ，在RS 上形成压降，测量RS两端的电压便可计算出Ii 。
③ RC —集电极直流负载电阻 ④ RL —交流负载电阻⑤ C1、C2 —耦合电容 （二）理论计算公式： ① 直流参数计算： IBQ?VCC?VBEQRB;式中：VBEQ?0.7V ICQ?IEQ?IBQ??VCEQ?VCC?ICQRC 18 ② 交流参数计算： rbe?rbb'??1?β???RrbeRiRS?RiBC'L?;26(mV)IEQ(mA)R?L?RC式中：rbb的默认值可取'300ΩAV?AVS?∥RL?AV Ri?RRO//rbe?R（三）放大电路参数测试方法 由于半导体元件的参数具有确定的离散性，即便是同一型号的元件，其参数往往也有较大差异设计和制作电路前，务必对使用的元器件参数有全面深入的了解有些参数可以通过查阅元器件手册获得；而有些参数，如晶体管的各项有关参数（最重要的是β值），往往需要通过测试获取，为电路设计供给依据另一方面，即便是经过用心设计和安装的放大电路，在制作完成后，也务必对静态工作点和一些交流参数举行测试和调理，才能使电路工作在最正确状态一个优质的电子电路必定是理论设计和测验调试相结合的产物。
因此，我们不但要学习电子电路的分析和设计方法，还应专心学习电子调理和测试的方法 1． 放大器静态工作点的调试和测量： 晶体管的静态工作点对放大电路能否正常工作起着重要的作用对安装好的晶体管放大电路务必举行静态工作点的测量和调试 ① 静态工作点的测量： 晶体管的静态工作点是指VBEQ、IBQ、VCEQ、ICQ四个参数的值这四个参数都是直流量，所以理应使用万用电表的直流电压和直流电流档举行测量 测量时，理应保持电路工作在“静态”，即输入电压Vi＝0要使Vi=0，对于阻容耦合电路，由于存在输入隔直电容，所以信号源的内阻不会影响放大器的静态工作点，只要将测试用的信号发生器与待测放大器的输入端断开，即可使Vi=0；但是输入端开路很可能引入干扰信号，所以最好不要断开信号发生器，而是将信号发生器的“输出幅度”旋钮调理至“0”的位置，使Vi=0对于直接耦合放大电路，由于信号源的内阻直接影响待测放大器的静态工作点，所以在测量静态工作点时务必将信号发生器连接在电路中，而将输出幅度调理至0 在测验中，为了不破坏电路的真实工作状态，在测量电路的电流时，尽量不采用断开测点串入电流表的方式来测量，而是通过测量有关电压，然后换算出电流。
在本测验中，只要测出VBQ、VCQ、VCC电压值，便可计算出VBEQ、VCEQ、ICQ、IBQ计算公式如下（计算前，需知道RB、RC的值）： VBEQ?VBQICQ?IBQ?;VCEQ?VCQVCC?VCQRCVCC?VBQRB19 式中：RB = R1 + RW 为减小测量误差，应选用内阻较高的直流电压表500型万用表的直流电压档内阻为20KΩ／V，数字万用表直流电压档的内阻为10MΩ ② 静态工作点的调理方法： 静态工作点的设置是否适合，对放大器的性能有很大的影响静态工作点对放大器的“最大不失真输出幅值”和电压放大倍数有直接影响当输入信号较大时，假设静态工作点设置过低，就轻易产生截止失真（NPN管的输出波形为顶部失真见图3.2（a））；假设静态工作点设置较高，就轻易展现饱和失真（NPN管的输出波形为底部失真见图3.2（b））当静态工作点设置在交流负载线的中点时，假设展现失真，将是一种上下半周同时削峰的失真（见图3.2（c））这时放大器有最大的不失真输出幅值 ttt(a)(b)(c)图3.2 静态工作点与输出波形的关系 因此，当放大器需要处理大信号时，应将静态工作点设置在交流负载线的中点；对于前置放大器，由于处理的信号幅度较小，不轻易展现截幅现象，而应着重考虑放大器的噪声、增益、输入阻抗、稳定性等方面，所以一般设置静态工作点在交流负载线中点以下偏低位置。
调理静态工作点一般通过变更RB的阻值来举行若减小RB的阻值 ，可使ICQ增大，VCEQ减小；增大RB那么作用相反调理工作点前，应先用图解法根据交流负载线确定最正确工作点的值（ICQ、VCEQ），然后给待测放大器加电后，用万用表测量VCEQ ，调理RB ，使VCEQ达成设计值必要时，需要在放大器输入端输入确定幅度的正弦信号，用示波器查看输出波形，并调理RB，使输出信号的失真最小测验中，为调理静态工作点便当，RB采用了可变电阻RW（当然，假设变更VCC和其它元件的数值也会影响静态工作点，但都不如调理RB便当）实际应用电路中在Q点调理好后，将RW换为阻值一致的固定电阻 2． 放大器动态指标测试： 本次测验中要测试的动态指标如下：电压放大倍数AV、输入电阻Ri、输出电阻Ro、最大不失真输出幅值和通频带fbw 实用放大电路往往还要测试谐波失真系数、噪声系数、灵敏度、最大不失真输出功率、电源效率等参数这些参数也很重要，但限于测验课时限制，本次测验不举行测试 ① 电压放大倍数AV的测量： 首先调理放大器静态工作点至规定值 用低频信号发生器（XD22型）输出1KHz正弦波信号VS ，用屏蔽线将正弦波信号接至放大器的输入端（线路图中的A点和地之间，留神将屏蔽线的外层屏蔽网接地）。
调理信 20 号发生器输出幅度为规定值，用示波器（XJ4241型）查看输出电压VO的波形，留神输出不应产生失真假设存在失真，应再次检查静态工作点和电路元件的数值，这些方面都正确的话，应减小输入信号的幅值 D?o??′XD-22VsRSIi′y2a·?′ó?÷RoCDViRiVo'VoRL图 3.3 晶体管单管共射放大电路交流参数测试 用电子管毫伏表（GB-9型）测量Vs、Vi、Vo，由下式计算： AV?AVS?VOViVOVS 图中Vi、Vs、Vo以电子管毫伏表测得，用示波器查看输出波形在不失真处境下测量 ② 输入电阻Ri的测量： 根据输入电阻的公式可知： Ri?ViIi 由于输入电流Ii 的直接测量对比困难（直接在输入端串入电流表测量Ii 将对放大器引入较大的干扰信号），所以在测量 Ii 时，采用了间接测量的方法在电路输入端串入采样电阻RS，用电子管毫伏计测量RS两端的电压Vs和Vi ，由RS上的电压降便可换算出输入电流Ii 公式如下： Ii?VS?ViRs 根据Vi和Ii便可计算出Ri ③ 输出电阻RO的测量： 根据输出电阻的公式可知： RO'?VO???RL ???1?V??O?式中： VO’—负载电阻RL开路时的输出电压（将图3.1中的C、D开路） VO —带负载输出电压，连接RL后测得。
然后按公式计算RO 在上述测量过程中留神保持输入电压Vi的频率和幅值不变 21 ④ 最大不失真输出幅值的测量：（最大动态范围） 放大器的静态工作点确定之后，其“最大不失真输出幅值”就确定了，但由于Q点不确定是在交流负载线的中点，所以不确定是该电路能够达成的最大值测试“最大不失真输出幅度”的电路接线同AV的测试电路一致在测量过程中，将输入信号VS的幅值由小逐步增大，并留神观测VO的波形，当波形刚开头展现失真时，这时的输出电压VO的幅度就是该电路对应当前工作点的“最大不失真输出幅度”记录该波形和幅值，并留神首先展现的是“截止失真”还是“饱和失真”，可分析出静态工作点是偏低（首先展现截止失真）还是偏高（首先展现饱和失真）参看图3.2的失真波形为使电路能达成最大的不失真输出幅度，理应将静态工作点调理到交流负载线的中点为此，应根据当前工作点处境，将Q点适当调高（Q点偏低时）或调低（Q点偏高时）同时，逐步增大输入信号的幅度，用示波器监视输出波形，每当波形展现失真时，就根据失真处境微调RW，变更静态工作点，使失真消释当波形上下半周同时展现削峰现象时，说明静态工作点已调理在交流负载线的中点上，用示波器测量最大不失真输出电压的幅值VOP-P，或用电子管毫伏表测量最大不失真输出电压的有效值VOM有效。
两者之间的关系为： VOP-P＝22VOM有效 ⑤ 放大器频率特性的测量 .lg | AV |Avm0.707Avm≈20dB/dec-20dB/decfΔΦf≈LfHf≈-45-90-135-180.-45°/dec≈-45°/dec图3.4 单管放大器的频率特性曲线 放大器频率特性反映了放大器对不同频率输入信号的放大才能放大器的频率特性用频率特性曲线来表示频率特性曲线直观的反映出电压放大倍数AV 、附加相移ΔΦ与输入信号的频率f之间的关系 单管阻容耦合放大器的频率特性曲线如图3.4所示Avm为中频（信号频率f0=1KHz）电压放大倍数当输入信号频率的变化时，电压放大倍数下降3dB（为中频放大倍数的12≈0.707倍）时对应的频率分别称为下限截止频率和（fL）和上限截止频率（fH），并定义通频带fbw为： fbw =f H - fL 22 — 9 —。