《单级低频电压放大电路(基础).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单级低频电压放大电路(基础).doc（8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： 电子电路实践 第 三 次实验实验名称： 单极低频电压放大电路（基础） 院 （系）： 自动化 专 业： 自动化 姓 名： 学 号： 实 验 室: 101 实验组别： 同组人员： 实验时间： 2012年 4 月 17 日 评定成绩： 审阅教师： 实验三 单级低频电压放大电路（基础）一、实验目的1、 掌握单级放大电路的工程估算、安装和调试；2、 了解三极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、 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 、交流电压表、函数发生器的使用技能
2、训练。二、实验原理1、 对于上图中的偏置电路，只有R2支路中的电流I1IBQ时，才能保证VBQ恒定实现自动稳定工作点的作用，所以工程中一般取：（硅管）（锗管）2、 为了提高电路的稳定性，一般要求VBQVBE，工程中一般取VBQ=(510)VBE，即VBQ=(35)V（硅管），VBQ=(13)V（锗管）3、 电路的静态工作点电流 由于是小信号放大，所以ICQ一般取0.52mA4、 ICQ确定后通过以下公式可计算R1和R2的值： 5、 交流电压放大倍数6、 交流输入阻抗7、 交流输出阻抗三、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
3、称，将相关参数值填入下表：三极管:将其扁平的一面正对自己，管脚朝下，则从左至右三个管脚依次为e,b,c参数符号参数值参数意义及设计时应该如何考虑VCBO40V发射极开路时，集电极基极的之间的反向击穿电压，是集电结所允许加的最高反向电压VCEO30V基极开路时，集电极发射极之间的反向击穿电压，此时集电结承受反向电压VEBO5V集电极开路时，发射极基极之间的反向电压，是发射结所允许加的最高反向电压IC500mA 最大集电极电流，使值明显减小的IC为ICM IE500mA最大发射极电流，使值明显减小的IE为IEMhFE96246直流增益,共射直流电流系数为Ic/IbVCE(sat)0.1(T)0.2
4、5(MAX)V集电极发射极饱和电压VBE0.8(T)140(MIN)MHZ晶体管频率,特征频率，使值下降到1的信号频率称为特征频率2、 偏置电路：教材图1-3中偏置电路的名称是什么，简单解释是如何自动调节BJT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：共发射极偏置电路。此电路是分压偏置电路，Ub R2/(R1+R2) Vcc,当环境温度改变时，此电路可自动调Ic达到稳定直流工作点的作用。如果R1，R2取得过大，则1I减小，在温度变化时VBQ无法保持不变，也就不能起到稳定直流工作点的作用。 3、 电压增益：(I) 对于一个低频放大
5、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：所以提高电压增益的方法有：1）增大集电极电阻RC和负载RL。缺点：RC太大，受VCC的限制，会使电路不能正常工作。2）Q点适当选高，即增大ICQ。缺点：电路耗电大、噪声大3）选用多级放大电路级联形式来获取足够大的电压增益。缺点：电路较复杂，输出信号易产生自激，需采取措施消除(II) 实验中测量电压增益的时候用到交流毫伏表，试问如果用万用表或示波器可不可以，有什么缺点。答：在频率低于100KHZ时万用表的交流档和交流毫伏表都可以比较精确地测量交流电压，当频率大于100
6、KHZ小于1MHZ时，万用表的测量精度下降，只能采用交流毫伏表测量，对于更高频率的信号，必须选择高频毫伏表测量。而示波器测量的电压精度一般比毫伏表低一个数量级,无法在需要精确测量电压值时的时候使用。4、 输入阻抗：(I) 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1-3中放大电路的输入等效电路图，回答下面的连线题，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：根据教材图1-4可得：对Pi关于Ri求导，当Ri=Rs时，Pi=0，所以 放大器从信号源获取最大功率。 (II) 教材图1-4是实际工程中
7、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。答：若Rs取得过大，不满足当iRR条件，较小， 则放大器从信号源获取较小电压，电压表测量小信号的时候由于噪声干扰等原因测量精度下降，测量误差增加。若RS取得过小，又不满足iUiRR条件，则放大器从信号源获取较小电流，值将很大，同样会引入较大误差。(III) 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教材图1-3中放大电路的输入阻抗。答：提高放大电路的输入阻抗方法：A适当增大R1，R2的电阻值 B使用电流放大系数（）大的三极管。 C降低静态工作点，在输出信号不失
8、真的情况下。5、 输出阻抗：(I) 放大器输出电阻RO的大小反映了它带负载的能力，试分析教材图1-3中放大电路的输入阻抗受那些参数的影响，设负载为RL，画出输出等效电路图，回答下面的连线题，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：根据教材图1-5可得：当Ro=RL时，负载从放大器获取最大功率。(II) 教材图1-5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。答：若RL取值过大，电流源的电流只有一小部分流经RL，输出电流过小。但若RL过小，则通过RL的电流即通过集电极端的电流过大，将会损坏
9、三极管。(III) 对于小信号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教材图1-3中放大电路的输出阻抗。答：适当减小Rc的电阻值6、 计算教材图1-3中各元件参数的理论值，其中已知：VCC=12V，Vi=5mV，RL=3K，RS=50， T为9013指标要求：AV50，Ri1 K，RO3K，fL100kHz（建议IC取2mA）答：=263 取IC=2mAICQ确定后通过以下公式可计算R1和R2的值： 交流电压放大倍数=-105.7交流输入阻抗=3.73k交流输出阻抗=3k四、实验内容1、 除1-(1)外的全部实验（所有波形必须定量记录，包括幅度、频率等，输
10、入和输出波形必须记录在同一坐标内）。2、 实验修改内容(I) 3-（1）的内容和3-（2）、3（3）合并，表11修改为静态工作点电流ICQ(mA)1x(设计值)测量值测量值理论值误差输入端接地VBQ(V)1.6252.6522.71.7%VCQ(V)13.1910.15912.7%VEQ(V)1.0042.01520.75%输入信号Vi=5mVVS(mV)6.677.45VO(V)0.421.11.0574.0%VO (V)0.240.4620.52912.7%计算值VBEQ0.6210.6370.79%VCEQ12.1868.1350.716.2%AV4892.4-105.712.6%Ri/
11、k2.992.043.7345.3RO/k2.254.14338%(II) 内容4，观察不同静态工作点对输出波形的影响完全截止截止失真饱和失真完全饱和测量值VBQ(V)1.1411.5103.8444.309VCQ(V)13.1712.143.4353.849VEQ(V)0.570.9253.1793.646计算值ICQ(mA)0.570.9253.1793.646VBEQ0.5710.5850.6650.663VCEQ12.611.2150.2650.203R1121k89k29k25k图1 截止失真输入输出波形图2 完全截止失真输入输出波形（实验提示：此时可以加大输入信号幅度）图3 饱和失
12、真输入输出波形3、 测量放大器的最大不失真输出电压带负载时测量 VEQ= 2.358V ，Vomax = 2.9V 4、 选做实验1、 1-(1)全部内容 。测得三极管 = 263 五、思考题1、如将实验电路中的NPN管换为PNP管，试问：（1）这时电路要作哪些改动才能正常工作？答：将+Vcc改为Vcc, C1，C2，CE反接（2）经过正确改动后的电路其饱和失真和截止失真波形是否和原来相同？为什么?答：不同，这时底部失真为截止失真，顶部失真为饱和失真（与NPN管相反），输入输出波形仍为反相。对于PNP管来说出现底部失真时，表明集电极电压达到最小值，此时集电极电流很小，为截止失真；而出现顶部失真时，表明集电极电压达到最大值，此时集电极电流达到饱和，对应为饱和失真。2、图1-3电路中上偏置串接R1起什么作用？答：防止调整RW为零电阻时，IB上升，发射结电流过大损坏PN结3、在实验电路中，如果电容器C2漏电严重，试问当接上RL后，会对放大器性能产生哪些影响？答：电路的静态工作点ICQ,VCEQ将受到影响，输出电压V0由于漏电电阻的分压作用而使V0下降。
