1、 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院College of Electrical Engineering and Automation實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 晶體管共射極放大電路晶體管共射極放大電路 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院College of Electrical Engineering and Automation1熟悉放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法，分析靜熟悉放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法，分析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器性能的影響。態(tài)工作點(diǎn)對(duì)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(cè)試方法。電阻及最大不失真輸出電壓的測(cè)試方法。3熟悉常用電子儀器的使用。

2、熟悉常用電子儀器的使用。實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院College of Electrical Engineering and Automation1直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源2函數(shù)信號(hào)發(fā)生器函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3雙蹤示波器雙蹤示波器4萬(wàn)用表萬(wàn)用表5共射共射極放大電路模塊極放大電路模塊實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院College of Electrical Engineering and Automation1實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)電路圖1-2-1 共射極放大電路 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院College of Electrical Engineering and Au

3、tomation2靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)在圖在圖1-2-1電路中，當(dāng)流過(guò)偏置電阻電路中，當(dāng)流過(guò)偏置電阻 和和 的電的電流遠(yuǎn)大于晶體管的基極電流流遠(yuǎn)大于晶體管的基極電流 時(shí)（一般時(shí)（一般510倍），則它的靜態(tài)工作點(diǎn)可用下式估算：倍），則它的靜態(tài)工作點(diǎn)可用下式估算：VccRwRRRVbbbB211CefBEBEIRRVVI11bR2bRBICBII )(1efcCCCCERRRIVV 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院College of Electrical Engineering and Automation 實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)的過(guò)程，應(yīng)在輸入實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)的過(guò)程，應(yīng)在輸入信號(hào)信號(hào)

4、vs0的情況下進(jìn)行，的情況下進(jìn)行， 也就是將放大器輸入端與地也就是將放大器輸入端與地端短接，為了避免斷開(kāi)集電極測(cè)量，可以用直流電壓端短接，為了避免斷開(kāi)集電極測(cè)量，可以用直流電壓表測(cè)出晶體管各個(gè)電極的對(duì)地電位表測(cè)出晶體管各個(gè)電極的對(duì)地電位 VE、VB、VC，然后，然后由下列公式計(jì)算出靜態(tài)工作點(diǎn)的各個(gè)參數(shù)由下列公式計(jì)算出靜態(tài)工作點(diǎn)的各個(gè)參數(shù) ： 調(diào)節(jié)偏置電阻調(diào)節(jié)偏置電阻Rw可以改變靜態(tài)工作點(diǎn)?？梢愿淖冹o態(tài)工作點(diǎn)。EBBEVVVCCCCCRVVICBIIECCEVVV 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院College of Electrical Engineering and Automation3放大器動(dòng)態(tài)性能

5、指標(biāo)放大器動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)放大器動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)包括電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、放大器動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)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等參數(shù)。輸出電阻、最大不失真輸出電壓等參數(shù)。（1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù) 電壓放大倍數(shù)是指輸出電壓和輸入電壓之比，即電壓放大倍數(shù)是指輸出電壓和輸入電壓之比，即電源電壓放大倍數(shù)為輸出電壓和信號(hào)源電壓之比，電源電壓放大倍數(shù)為輸出電壓和信號(hào)源電壓之比，即即iovVVA1)1 ()/(fbeLCRrRR)()(26)1 (200mAImVrEbesiivsovsRRRAVVA 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院College of Electrical Engineeri

6、ng and Automation 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中，這兩個(gè)放大倍數(shù)可由交流毫伏表直接測(cè)中，這兩個(gè)放大倍數(shù)可由交流毫伏表直接測(cè)出出 、 、 的有效值，按下式求出：的有效值，按下式求出：2）輸入電阻）輸入電阻 輸入電阻輸入電阻的大小決定放大電路從信號(hào)源或前級(jí)放的大小決定放大電路從信號(hào)源或前級(jí)放大電路獲取電流的多少，如圖大電路獲取電流的多少，如圖1-2-1所示電路的輸所示電路的輸入電阻為：入電阻為：sViV0ViovVVAsovSVVA121)1 ()(fbewbbiRrRRRR 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院College of Electrical Engineering and Automation 實(shí)驗(yàn)中

7、，為了測(cè)量放大器的輸入電阻，將放大器實(shí)驗(yàn)中，為了測(cè)量放大器的輸入電阻，將放大器等效為如圖等效為如圖1-2-2所示的形式，這樣通過(guò)測(cè)量信號(hào)所示的形式，這樣通過(guò)測(cè)量信號(hào)源電壓源電壓有效值有效值Vs和和輸入電壓輸入電壓有效值有效值Vi ，可以計(jì)，可以計(jì)算輸入電阻為：算輸入電阻為：SiSiSRiiiiRVVVRVVIVRS圖.1-2-2 放大器等效電路圖 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院College of Electrical Engineering and Automation（3）輸出電阻）輸出電阻 輸出電阻的大小表示放大電路帶負(fù)載的能輸出電阻的大小表示放大電路帶負(fù)載的能力。如圖力。如圖1-2-1所示電路的

8、輸出電阻為：所示電路的輸出電阻為： 實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)測(cè)量空載電壓有效值和帶負(fù)實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)測(cè)量空載電壓有效值和帶負(fù)載電壓有效值來(lái)計(jì)算求得輸出電阻為：載電壓有效值來(lái)計(jì)算求得輸出電阻為：CoRR LooLoooLooooRoRVVRVVVRVVVIVRo) 1(21221221測(cè)量輸出電阻時(shí)測(cè)量輸出電阻時(shí)應(yīng)注意應(yīng)注意RL接入前接入前后輸入信號(hào)的大后輸入信號(hào)的大小保持不變。小保持不變。 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院College of Electrical Engineering and Automation（5）放大器頻率特性）放大器頻率特性 放大器放大器的頻率特性是指放大器的電壓放大倍數(shù)的頻率特性是指放大器的

9、電壓放大倍數(shù) 與輸入信號(hào)頻率與輸入信號(hào)頻率f之間的關(guān)系曲線，分幅頻特性和之間的關(guān)系曲線，分幅頻特性和相頻特性。在幅頻特性曲線上設(shè)相頻特性。在幅頻特性曲線上設(shè) 為中頻電壓放為中頻電壓放大倍數(shù)，通常規(guī)定電壓放大倍數(shù)隨頻率變化下降大倍數(shù)，通常規(guī)定電壓放大倍數(shù)隨頻率變化下降到到0.707 時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率分別為下限頻率時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率分別為下限頻率 和和上限頻率上限頻率 ，通頻帶為，通頻帶為 。vAvmAvmALfHfLHWffB 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院College of Electrical Engineering and Automation1靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整和測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整和測(cè)量 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)電路

10、如圖電路如圖1-2-1所示，所示，+Vcc由直流穩(wěn)壓電源提由直流穩(wěn)壓電源提供。令供。令 (即不接信號(hào)發(fā)生器，將放大器輸入即不接信號(hào)發(fā)生器，將放大器輸入端與地短路端與地短路)，Vcc=12V時(shí)，調(diào)節(jié)時(shí)，調(diào)節(jié)RW，使，使VC=7V左左右，用萬(wàn)用表直流電壓擋測(cè)量右，用萬(wàn)用表直流電壓擋測(cè)量 和和 (對(duì)地電位對(duì)地電位)，計(jì)算計(jì)算 、 、 、 ，填入表，填入表1-2-1中，中，0sVBVEVCEVBEVCIBI 測(cè)量值測(cè)量值 計(jì)算值計(jì)算值VBVEVCVCEVBEICIB表表1-2-1 靜態(tài)工作點(diǎn)數(shù)據(jù)表靜態(tài)工作點(diǎn)數(shù)據(jù)表實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院College of Electrical Engi

11、neering and Automation 2測(cè)量動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量動(dòng)態(tài)參數(shù) ， ， ， 保持靜態(tài)工作點(diǎn)的保持靜態(tài)工作點(diǎn)的RW不變，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，使不變，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，使輸出正弦波的輸出正弦波的f=1kHz，有效值，有效值 Vi =20mV，測(cè)，測(cè)量量 、 及電路空載輸出電壓及電路空載輸出電壓 和負(fù)載輸出電和負(fù)載輸出電壓壓 ，并計(jì)算，并計(jì)算 、 、 、 ，填入表，填入表1-2-2中。中。用雙蹤示波器觀察輸入、輸出波形，分析它們的用雙蹤示波器觀察輸入、輸出波形，分析它們的相位關(guān)系。相位關(guān)系。 表表1-2-2 動(dòng)態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)表動(dòng)態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)表vAvsAiRoRiVsV1oV2oVvAvsAiRoRsV

12、iV1oV2oV1vA2vA1vsA2vsAiRoR測(cè)量值測(cè)量值計(jì)算值計(jì)算值 (mV) (mV) (RL= ) (RL=2.7k ) 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院College of Electrical Engineering and AutomationR RW WV VCECE(V)(V)輸出電壓的波形輸出電壓的波形失真類型失真類型順時(shí)針順時(shí)針逆時(shí)針逆時(shí)針3.觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形的影響觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形的影響加大輸入信號(hào)，使加大輸入信號(hào)，使Vi=0.1V左右左右，用示波器觀察，用示波器觀察輸出波形。順時(shí)針調(diào)節(jié)輸出波形。順時(shí)針調(diào)節(jié)RW，使輸出電壓失真，用萬(wàn)，使輸出電壓失真，用萬(wàn)用表的直流

13、電壓擋測(cè)量此時(shí)的用表的直流電壓擋測(cè)量此時(shí)的VCE值，記錄失真波值，記錄失真波形于表形于表1-2-3中；然后保持輸入信號(hào)不變，反時(shí)針調(diào)中；然后保持輸入信號(hào)不變，反時(shí)針調(diào)節(jié)節(jié)RW，使輸出波形出現(xiàn)失真，記錄失真波形和此時(shí)，使輸出波形出現(xiàn)失真，記錄失真波形和此時(shí)的的VCE值值(注：每次測(cè)注：每次測(cè)VCE值時(shí)都要使信號(hào)發(fā)生器的輸值時(shí)都要使信號(hào)發(fā)生器的輸出為零出為零)，分析兩種情況下的失真類型。，分析兩種情況下的失真類型。表表1-2-3 失真記錄失真記錄 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院College of Electrical Engineering and Automation4最大不失真輸出電壓的測(cè)量最大不失真

14、輸出電壓的測(cè)量在放大器正常工作的情況下，逐步增大輸入信號(hào)在放大器正常工作的情況下，逐步增大輸入信號(hào)的幅度，并同時(shí)調(diào)節(jié)的幅度，并同時(shí)調(diào)節(jié)RW (改變靜態(tài)工作點(diǎn)改變靜態(tài)工作點(diǎn))，用示波，用示波器觀察輸出電壓的波形，當(dāng)輸出波形同時(shí)出現(xiàn)削底和器觀察輸出電壓的波形，當(dāng)輸出波形同時(shí)出現(xiàn)削底和縮頂失真時(shí)，說(shuō)明靜態(tài)工作點(diǎn)已調(diào)在交流負(fù)載線的中縮頂失真時(shí)，說(shuō)明靜態(tài)工作點(diǎn)已調(diào)在交流負(fù)載線的中點(diǎn)。然后反復(fù)調(diào)整輸入信號(hào)，使波形輸出幅度最大，點(diǎn)。然后反復(fù)調(diào)整輸入信號(hào)，使波形輸出幅度最大，且無(wú)明顯失真，此時(shí)，用交流毫伏表測(cè)出且無(wú)明顯失真，此時(shí)，用交流毫伏表測(cè)出Vo(有效有效值值) ，則動(dòng)態(tài)范圍，則動(dòng)態(tài)范圍 ，或在示波器上直

15、接，或在示波器上直接讀出讀出 ooPPVV22oPPVoPPV 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院College of Electrical Engineering and Automation5放大器頻率特性的測(cè)量放大器頻率特性的測(cè)量調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)的頻率，使調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)的頻率，使f=1kHz；調(diào)；調(diào)節(jié)節(jié)Vs的大小，使輸出電壓有效值的大小，使輸出電壓有效值Vo=1V 。保持。保持 Vs不變，不變，增大輸入信號(hào)頻率，使增大輸入信號(hào)頻率，使 Vo 下降到下降到0.707V時(shí)，對(duì)應(yīng)的時(shí)，對(duì)應(yīng)的信號(hào)頻率為上限頻率信號(hào)頻率為上限頻率fH。按照同樣的方法，減小輸入。按照同樣的方法，減小輸入信號(hào)頻率，可

16、以測(cè)到下限頻率信號(hào)頻率，可以測(cè)到下限頻率fL , 最后計(jì)算出帶寬最后計(jì)算出帶寬BW=fH - fL。 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院College of Electrical Engineering and Automation1簡(jiǎn)述圖簡(jiǎn)述圖1-2-1所示實(shí)驗(yàn)電路的特點(diǎn)，列表整理測(cè)所示實(shí)驗(yàn)電路的特點(diǎn)，列表整理測(cè)量結(jié)果，并把實(shí)測(cè)的靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸量結(jié)果，并把實(shí)測(cè)的靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻之值與理論計(jì)算值比較，分析產(chǎn)生入電阻、輸出電阻之值與理論計(jì)算值比較，分析產(chǎn)生誤差原因。誤差原因。2討論靜態(tài)工作點(diǎn)變化對(duì)放大器輸出波形的影響。討論靜態(tài)工作點(diǎn)變化對(duì)放大器輸出波形的影響。3分析總

17、結(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)的位置與輸出電壓波形的分析總結(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)的位置與輸出電壓波形的關(guān)系。關(guān)系。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院College of Electrical Engineering and Automation1 能否用直流電壓表直接測(cè)量晶體管的能否用直流電壓表直接測(cè)量晶體管的VBE？ 為什么實(shí)驗(yàn)中要采用測(cè)為什么實(shí)驗(yàn)中要采用測(cè)VB、VE，再間接算出的方法？，再間接算出的方法？2 改變靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器的輸入電阻是否有改變靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器的輸入電阻是否有影響？改變外接電阻對(duì)輸出電阻是否有影響？影響？改變外接電阻對(duì)輸出電阻是否有影響？3 電路的靜態(tài)工作點(diǎn)正常，如果發(fā)現(xiàn)電壓增益電路的靜態(tài)工作點(diǎn)正常，如果發(fā)現(xiàn)電壓增益較低（只有幾倍），有可能是哪幾個(gè)元件出了故障？較低（只有幾倍），有可能是哪幾個(gè)元件出了故障？思考題思考題 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院Co