1、實驗一晶體管共射極單管放大器一、實驗目的1、學會放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試方法，分析靜態(tài)工作點對放大器性能的影響。2、掌握放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻及最大不失真輸出電壓的測試方法。3、熟悉常用電子儀器及模擬電路實驗設備的使用。二、實驗原理圖21為電阻分壓式工作點穩(wěn)定單管放大器實驗電路圖。它的偏置電路采用山和氐組成的分壓電路，并在發(fā)射極中接有電阻R，以穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工B1B2E作點。當在放大器的輸入端加入輸入信號u后，在放大器的輸出端便可得到一i個與u相位相反，幅值被放大了的輸出信號u，從而實現(xiàn)了電壓放大。i0圖21共射極單管放大器實驗電路在圖21電路中，當流過偏置電阻心和氐的電流遠大

2、于晶體管T的B1B2基極電流I時（一般510倍），則它的靜態(tài)工作點可用下式估算BRU沁B1UBR+RCCB1B2UCE=UCC-IC(RC+Re)電壓放大倍數(shù)R/RDCLrbe輸入電阻Ri=RB1/RB2/rbe輸出電阻Wc由于電子器件性能的分散性比較大，因此在設計和制作晶體管放大電路時，離不開測量和調(diào)試技術(shù)。在設計前應測量所用元器件的參數(shù)，為電路設計提供必要的依據(jù)，在完成設計和裝配以后，還必須測量和調(diào)試放大器的靜態(tài)工作點和各項性能指標。一個優(yōu)質(zhì)放大器，必定是理論設計與實驗調(diào)整相結(jié)合的產(chǎn)物。因此，除了學習放大器的理論知識和設計方法外，還必須掌握必要的測量和調(diào)試技術(shù)。放大器的測量和調(diào)試一般包括：

3、放大器靜態(tài)工作點的測量與調(diào)試，消除干擾與自激振蕩及放大器各項動態(tài)參數(shù)的測量與調(diào)試等。1、放大器靜態(tài)工作點的測量與調(diào)試1)靜態(tài)工作點的測量測量放大器的靜態(tài)工作點，應在輸入信號片=0的情況下進行，即將放大器輸入端與地端短接，然后選用量程合適的直流毫安表和直流電壓表，分別測量晶體管的集電極電流I以及各電極對地的電位U、u和U°一般實驗中，為了避CBCE免斷開集電極，所以采用測量電壓U或U，然后算出I的方法，例如，只要測ECC出U，即可用EI-I=E算出1（也可根據(jù)IC，由U確定I），ceRCcRccEC同時也能算出心巳叮一巳°為了減小誤差，提高測量精度，應選用內(nèi)阻較高的直流電壓表

4、。2）靜態(tài)工作點的調(diào)試放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試是指對管子集電極電流1（或的調(diào)整與測試。CCE靜態(tài)工作點是否合適，對放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點偏高，放大器在加入交流信號以后易產(chǎn)生飽和失真，此時UO的負半周將被削底，如圖22（a）所示；如工作點偏低則易產(chǎn)生截止失真，即uo的正半周被縮頂（一般截止失真不如飽和失真明顯），如圖22（b）所示。這些情況都不符合不失真放大的要求。所以在選定工作點以后還必須進行動態(tài)調(diào)試，即在放大器的輸入端加入一定的輸入電壓u.，檢查輸出電壓u的大小和波形是否滿足要求。如不滿iO足，則應調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點的位置。圖22靜態(tài)工作點對u°波形失真的影響改變電

5、路參數(shù)U、R、R（R、RQ都會引起靜態(tài)工作點的變化，如圖23CCCBB1B2所示。但通常多采用調(diào)節(jié)偏置電阻氐的方法來改變靜態(tài)工作點，如減小R9，則B2B2可使靜態(tài)工作點提高等。圖23電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響最后還要說明的是，上面所說的工作點“偏高”或“偏低”不是絕對的，應該是相對信號的幅度而言，如輸入信號幅度很小，即使工作點較高或較低也不一定會出現(xiàn)失真。所以確切地說，產(chǎn)生波形失真是信號幅度與靜態(tài)工作點設置配合不當所致。如需滿足較大信號幅度的要求，靜態(tài)工作點最好盡量靠近交流負載線的中點。2、放大器動態(tài)指標測試放大器動態(tài)指標包括電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真輸出電壓（動態(tài)范圍）和通

6、頻帶等。1）電壓放大倍數(shù)AV的測量調(diào)整放大器到合適的靜態(tài)工作點，然后加入輸入電壓u，在輸出電壓u不iO失真的情況下，用交流毫伏表測出u和u的有效值U和U，則ioiO12)輸入電阻R.的測量i為了測量放大器的輸入電阻，按圖24電路在被測放大器的輸入端與信號源之間串入一已知電阻R，在放大器正常工作的情況下，用交流毫伏表測出US和U.，則根據(jù)輸入電阻的定義可得UI1i-RR圖24輸入、輸出電阻測量電路測量時應注意下列幾點： 由于電阻R兩端沒有電路公共接地點，所以測量R兩端電壓U時必須分R別測出u和U.，然后按u=uu.求出u值。SiRSiR 電阻R的值不宜取得過大或過小，以免產(chǎn)生較大的測量誤差，通常

7、取R與R.為同一數(shù)量級為好，本實驗可取R=12KQ。i3)輸出電阻R0的測量按圖2-4電路，在放大器正常工作條件下，測出輸出端不接負載RL的輸出電壓UO和接入負載后的輸出電壓UL，根據(jù)U二RlUlR+RoOL即可求出R二（Ho-1）ROULL在測試中應注意，必須保持rl接入前后輸入信號的大小不變。4）最大不失真輸出電壓Uopp的測量（最大動態(tài)范圍）如上所述為了得到最大動態(tài)范圍應將靜態(tài)工作點調(diào)在交流負載線的中點。為此在放大器正常工作情況下，逐步增大輸入信號的幅度，并同時調(diào)節(jié)Rw（改變靜態(tài)工作點），用示波器觀察uO，當輸出波形同時出現(xiàn)削底和縮頂現(xiàn)象（如圖25）時，說明靜態(tài)工作點已調(diào)在交流負載線的中

8、點。然后反復調(diào)整輸入信號，使波形輸出幅度最大，且無明顯失真時，用交流毫伏表測出Uo（有效值），則動態(tài)范圍等于22U0?；蛴檬静ㄆ髦苯幼x出Uopp來。圖25靜態(tài)工作點正常，輸入信號太大引起的失真5）放大器幅頻特性的測量放大器的幅頻特性是指放大器的電壓放大倍數(shù)人與輸入信號頻率f之間的關(guān)系曲線。單管阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線如圖26所示，Aum為中頻電壓放大倍數(shù)，通常規(guī)定電壓放大倍數(shù)隨頻率變化下降到中頻放大倍數(shù)的1/41倍，即0.707為所對應的頻率分別稱為下限頻率f和上限頻率f，則通頻帶fRWumLHBW=fHfL放大器的幅率特性就是測量不同頻率信號時的電壓放大倍數(shù)Au。為此，可采用前述測人卩

9、的方法，每改變一個信號頻率，測量其相應的電壓放大倍數(shù)，測量時應注意取點要恰當，在低頻段與高頻段應多測幾點，在中頻段可以少測幾點。此外，在改變頻率時，要保持輸入信號的幅度不變，且輸出波形不得失真。6）干擾和自激振蕩的消除參考實驗附錄3DG9011(NPN)3CG9012(PNP)教育資料9013(NPN)圖26幅頻特性曲線圖27晶體三極管管腳排列三、實驗設備與器件1、+12V直流電源2、函數(shù)信號發(fā)生器3、雙蹤示波器4、交流毫伏表5、直流電壓表6、直流毫安表7、頻率計8、萬用電表9、晶體三極管3DG6xl（B=50100）或9011x1（管腳排列如圖27所示）電阻器、電容器若干四、實驗內(nèi)容實驗電路

10、如圖21所示。各電子儀器可按實驗一中圖11所示方式連接，為防止干擾，各儀器的公共端必須連在一起，同時信號源、交流毫伏表和示波器的引線應采用專用電纜線或屏蔽線，如使用屏蔽線，則屏蔽線的外包金屬網(wǎng)應接在公共接地端上。1、調(diào)試靜態(tài)工作點接通直流電源前，先將R調(diào)至最大，函數(shù)信號發(fā)生器輸出旋鈕旋至零。接W通+12V電源、調(diào)節(jié)R，使L=2.0mA（即U=2.0V），用直流電壓表測量U、WCEBU、U及用萬用電表測量氐值。記入表21。ECB2表2-1IC=2mA測量值計算值Ub(V)Ue(V)Uc(V)rb2(kQ)UBE(V)UCE(V)IC(mA)2、測量電壓放大倍數(shù)在放大器輸入端加入頻率為1KHz的正

11、弦信號u，調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器的輸出旋鈕使放大器輸入電壓U10mV，同時用示波器觀察放大器輸出電壓u波形，iO在波形不失真的條件下用交流毫伏表測量下述三種情況下的uo值，并用雙蹤示波器觀察u和u的相位關(guān)系，記入表22。Oi表22Ic=2.0mAU=mViRC(KQ)Rl(KQ)U(V)oAv2.4OO1.2oo2.42.4Uilm觀察記錄一組UO和u1波形3、觀察靜態(tài)工作點對電壓放大倍數(shù)的影響置R=2.4KQ，R=g，U.適量，調(diào)節(jié)R，用示波器監(jiān)視輸出電壓波形，在CLiWuO不失真的條件下，測量數(shù)組IC和UO值，記入表23。表23R=2.4KQRU=mVCLiIC(mA)2.0Uo(V)Av測量

12、IC時，要先將信號源輸出旋鈕旋至零（即使從=0）。4、觀察靜態(tài)工作點對輸出波形失真的影響置R=2.4KQ，R=2.4KQ，u.=0，調(diào)節(jié)R使I=2.0mA，測出U值，再CLiWCCE逐步加大輸入信號，使輸出電壓u0足夠大但不失真。然后保持輸入信號不變，分別增大和減小RW，使波形出現(xiàn)失真，繪出u0的波形，并測出失真情況下的IC和U值，記入表24中。每次測I和U值時都要將信號源的輸出旋鈕旋至零。CECCE表24R=2.4KQRU=mVCLiIC(mA)UC0)u0波形失真情況管子工作狀態(tài)Uq*t2.0UojI*tUyI*t5、測量最大不失真輸出電壓置RC=2.4KQ，Rl=2.4KQ，按照實驗原理

13、2.4）中所述方法，同時調(diào)節(jié)輸入信號的幅度和電位器R，用示波器和交流毫伏表測量U及U值，記入表WOPPO25。表25RC=2.4KRl=2.4KIC(mA)Uim(mV)U(V)om、/UOPP(V)*6、測量輸入電阻和輸出電阻置RC=2.4KQ，RL=2.4KQ，IC=2.0mA。輸入f=lKHz的正弦信號，在輸出電壓u不失真的情況下，用交流毫伏表測出U，U和U記入表2-6。oSiL保持U不變，斷開R，測量輸出電壓U，記入表2-6。SLo表2-6I=2mAR=2.4KQR=2.4KQccLUs(mv)U.i(mv)R(KQ)i測量值計算值ULUo(V)r0(KQ)測量值計算值(V)*7、測量

14、幅頻特性曲線取IC=2.0mA，Rc=2.4KQ，Rl=2.4KQ。保持輸入信號ui的幅度不變，改變信號源頻率f，逐點測出相應的輸出電壓U°，記入表27。表27U.=mViffflonf(KHz)U°(V)AV=UO/Ui為了信號源頻率f取值合適，可先粗測一下，找出中頻范圍，然后再仔細讀數(shù)。說明：本實驗內(nèi)容較多，其中6、7可作為選作內(nèi)容。五、實驗總結(jié)1、列表整理測量結(jié)果，并把實測的靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻之值與理論計算值比較（取一組數(shù)據(jù)進行比較），分析產(chǎn)生誤差原因。2、總結(jié)RC，Rl及靜態(tài)工作點對放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的影響。3、討論靜態(tài)

15、工作點變化對放大器輸出波形的影響。4、分析討論在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題。六、預習要求1、閱讀教材中有關(guān)單管放大電路的內(nèi)容并估算實驗電路的性能指標。假設:3DG6的/9=100，R=20KQ，R=60KQ，R=2.4KQ，R=2.4KQ°B1B2CL估算放大器的靜態(tài)工作點，電壓放大倍數(shù)A，輸入電阻R.和輸出電阻RViO2、閱讀實驗附錄中有關(guān)放大器干擾和自激振蕩消除內(nèi)容。3、能否用直流電壓表直接測量晶體管的5?為什么實驗中要采用測U、BEB%，再間接算出UBE的方法？4、怎樣測量Rr?阻值？B25、當調(diào)節(jié)偏置電阻氐，使放大器輸出波形出現(xiàn)飽和或截止失真時，晶體管B2的管壓降UF怎樣變化？CE6、改變靜態(tài)工作點對放大器的輸入電阻Ri有否影響？改變外接電阻Rl對輸出電阻