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1、电路与电子学基础实验报告实验名称 基本放大电路电路 班 级 学 号 姓 名 实验5 基本放大电路电路实验5.1 NPN三极管分压偏置电路一、实验目的1.测量NPN管分压偏置电路的静态工作点。2.估算电路的基极偏压Vb，并比较测量值与计算值。3.估算发射极电流Ie和集电极电流Ic，并比较测量值与计算值。4.估算集射电压Vce，并比较测量值与计算值。5.根据电流读数估算直流电流放大系数。6.测试分压偏置电路的稳定性。二、实验器材2N3904 NPN三极管 1个20V直流电源 1个直流电压表 2个010mA直流电流表 2个050A直流电流表 1个电阻 660 1个2K 2个10K 1个三、实验准备N
2、PN管分压式偏置电路如图5-1所示。在晶体管的输出特性曲线上，直流负载线与横轴的交点为集电极电流等于零时的集射电压Vceo=Vcc，与纵轴的交点为集射电压等于零时的集电极电流IcoVcc/(Rc+Re)。图5-1 分压式偏置电路放大器的静态工作点Q一般位于直流负载线的中点附近，由静态集电极电流Icq和静态集射电压Vceq确定。当流过上偏流电阻R1和下偏流电阻R2的电流远远大于基极电流时，基极偏压Vb由R2和R1的分压比确定VbR2Vcc/(R1+R2)发射极电流Ie可用发射极电压Ve 除以发射极电阻Re求出，而Ve=VbVbe,所以Ie=(Vb-Vbe)/Re静态电集电极Icq近似等于发射极电
3、流Ie Icq=Ie-IbIe静态集射电压Vceq可用克希霍夫电压定律计算，因此 Vcc=IcRc+Vceq+IeRe因为Icq=Ie,所以 VceqVcc-Icq(Rc+Re)晶体管的直流电流放大系数可用静态集电极电流与基极电流之比来计算Icq/Ibq四、实验步骤1.在EWB平台上建立如图5-1所示的分压式偏置电路。单击仿真电源开关，激活电路进行动态分析。2.记录集电极电流Icq，发射极电流Ie，基极电流Ibq，集射电压Vceq和基极电压Vb的测量值。Icq=3.828mAIe=3.847mAIbq=18.88uAVceq=9.806VVb=3.296V3.估算基极偏压Vb,并比较计算值与测
4、量值。Vb=R2Vcc/(R1+R2)=3.333V 近似相等4.取Vbe的近似值为0.7V，估算发射极电流Ie和集电极电流Icq，并比较计算值和测量值。Ie=（Vb-Vbe）/Re=(3.33-0.7)/0.66=3.989mA 测量值：Ie=3.847mA近似相等Icq=Ie*/(+1)=3.969mA 测量值：Icq=3.828mA近似相等5.由Icq估算集射电压Vceq，并比较计算值和测量值。Vceq=Vcc-Icq（Rc+Re）=10V测量值 Vceq=9.806V近似相等6.由Icq和Ibq估算电流放大系数。=Icq/Ibq=202.757.单击晶体管T，下拉电路菜单CiRcuit
5、选择模式命令Model，选中晶体管2N3904。在出现的晶体管模式对话框中单击编辑按钮Edit，则可显示2N3904的参数表。将表中的FoRwaRd CuRRent Gain Coefficient，即，从原来的204改为100，然后单击接受按钮Accept，以便测试晶体管参数变化对分压式电路工作点的影响。单击仿真电源开关，进行动态分析。记录集电极电流Ic,基极电流Ib,和集-射电压Vce。Ic=3.764mAIb=37.11uAVce=9.96V8比较Ic,Ib和Vce的新旧值，分析值变化对静态工作点的影响。值的减小略微改变了静态工作点。9将值改为原来的204，单击“接受”。五、思考与分析1
6、静态工作点设在直流负载线的中点附近有何好处？能够具有较好的放大效果减少失真。2静态工作点的估算值与测量值比较情况如何？近似相等。3当晶体管的值发生变化时，分压式偏置电路的静态工作点能稳定吗？能够起到较好的稳定作用。此题中，变化了51%但是，静态工作点只改变了1.57%实验5.2 射极跟随器一、实验目的1测量共极放大器(射极跟随器)基极和发射极的直流电压，并比较测量值与计算值。2测量射极跟随器的静态工作点在直流负载线上的位置。3测量射极跟随器的电压增益，并比较测量值与计算值。4测量射极跟随器的输入电阻，并比较测量值与计算值。5测量射极跟随器的输出电阻。6观察射极跟随起输出与输入电压波形之间的相位
7、差。二、实验器材2N3904 NPN三极管 1个10V直流电源 1个电容器：1F 1个，100F 1个示波器 1台信号发生器 1台数字万用表 1个电阻：500 1个，5k 1个，10k 1个， 20k 2个，50k 1个三、实验准备射集跟随器(共集放大电路)如图5-2所示，在三极管的输出特性中直流负载线与横轴的交点为集射电压Vce等于Vcc，而与纵轴的交点为Vce等于零时的集电极电流工作点Q位于直流负载线上，由静态时的集电极电流Icq和集射电压Vceq来确定。共集放大电路的基极偏压Vb可通过上下偏流电阻的分压比来计算。当RER1时，发射集电流集电极电流电压增益Av为输出电压峰值Vop与输入电压
8、峰值Vip之比对于电压跟随器，电压增益可用下式计算其中：等效交流负载 三极管输入电阻 电压跟随器的输入电阻四、实验步骤1在电子工作平台上建立如图5-2所示的射集跟随器实验电路，信号发生器，数字万用表和示波器按图设置。2单击仿真开关运行动态分析。双击万用表图标，调出仪器虚拟面板，记录基极偏压Vbq，将万用表的测试杆移到节点Ve，测量并记录射集偏压Veq,然后将测试杆移回到节点Vb。Vbq=10.00VVeq=9.4363V3根据R1,R2和电压值Vcc，计算静态基极偏压Vbq。=20*20/（20+20）=10V4设Vbe为0.7V，估算静态射集偏压Veq和电流Ieq。Veq=Vb-Vbe=9.
9、3V Ieq=Veq/Re=14.1mA5估算静态工作点Q，即Ibq,Icq和Vceq。Icq=Veq/Re=14.1mA Ibq=Icq/=0.07mA Vceq=20-Icq*660=10.7V6将万用表的虚拟面板缩成图标，以免挡住示波器屏幕。单击仿真开关进行动态分析。记录峰值输入电压Vip和输出电压Vop并记录输出和输入波形之间的相位差。图5-2 射极跟随器7根据步骤6的读数计算射集跟随器的电压增益Av。Av=979.5566/993.9610=0.98558计算三极管的输入电阻Rbe和等效交流负载电阻RL，并计算射极跟随器的电压增益Av。Rbe=300+（1+）26/Ieq=4.006
10、KRL=Re/Rl=500*660/(500+660)=284.5Av=（1+）Rl/Rbe+(1+)Rl=201*284.5/4006+201*284.5=0.9359在节点Vi和电容C1之间插入一个10k的电阻。将示波器的探头移到Vb节点。单击仿真电源开关进行动态分析。记录输入电压峰值Vip和基极电压峰值Vbp，必要时可调整示波器。Vip=44.6159mVVbp=44.0987mV10根据步骤9的读数，计算输入电流峰值Iip，并用Vbp和Iip计算射极跟随器的输入电阻Ri。Iip=Vbp/Rl=1.6mARi=Vbp*1.414/Iip=14K11设电流放大系数为200，计算三极管的输入
11、电阻Rbe，并结合偏置电阻R1和R2计算射极跟随器的输入电阻Ri。Rbe=R1/R2/R3*(1+)+10=19.296k12撤除插入的10k电阻，并接入短路线，将电路恢复原貌。把示波器探头移到输出端V0，并将负载电阻RL改为50k。单击仿真开关再次运行动态分析。记录输出电压峰值Vop。然后逐步减小RL的阻值，直至输出电压峰值降低到原先RL为50k时的一半，则这时的RL值就等于射极跟随器的输出电阻R0。Ro=Rl=3.5五、思考与分析1 基极偏压Vbq的测量值与计算值比较，情况如何？近似相等。2射极偏压Veq的测量值与计算值比较，情况如何？近似相等。3静态工作点Q在直流负载线的中部附近吗？基本可以认为在其中部。4射极跟随器电压增益Av的测量值与计算值比较，情况如何？Av大于1吗？近似相等。略小于1.5射极跟随器输入电阻Ri的测量值与计算值比较，情况如何？这个输入电阻是较大还是较小？近似相等。较大的。6实验测出的射极跟随器的输出电阻，是较大还是较小?较小的。7射极跟随器输出与输入电压波形的相位差怎样？输出与输入电压是同相还是反相？相位差为0度。同相的。8射极跟随器在交流输入和输出电阻方面有何优点？这种电路的主要用途是什么？
