放大电路的微变等效电路分析法 （简化h 参数等效电路法）
一．晶体管微变等效电路 （晶体管微变等效模型）
U CE
I I
(b )
e
I U CE
(a )c
1．从输入端看，be 间等效为晶体管输入电阻b
be
be i u r =
)()
(26)1(003)1(mA I mV I U r r EQ EQ T bb
be ββ++=++'=
bb
r '：晶体管基区电阻，一般取Ω200 2．从输出端看，ce 间等效为流控流源b c i i β= ∞=ce r
3．注意：
1）电流源b i β方向由b i 决定；
2）be r 、i R 和bb
r '的区别。be r :晶体管输入电阻，i R :放大器输入电阻；bb r ':晶体管基区电阻。'i R ：晶体管输入端放大
器输入电阻
3）等效电路对管外等效，管内不等效，be r 、CCCS b i β并不存在，是等效模型；
4）放大器分析时，注意b 、e 、c 与管外电路的对应关系。（管外电路不变）。
5）等效关系：be 间电阻be r ；ce 间电流源b i β；bc 间开路。(标注b i 和b i β以及各自方向)_
4．画放大器微变参数等效电路的步骤： 1）画交流通路；
2）将放大器交流通路中的晶体管用微变等效模型代替，管外电路不变。
注意：（1）b i 、b c i i β=及方向的标注；
（2）放大器i u 、o u 物理量及方向的标注。 （3） be 间电阻be r ；ce 间电流源b i β；bc 间开路。
（4）计算be r （)()
(26)1(003mA I mV r EQ
be β++=）
2．放大器的动态分析（性能指标求法）
1）画放大器的交流通路；
2）画放大器的微变等效电路并求出be r （晶体管用简化h 参数等效模型代替，管外电路不变）。
3）求出放大器动态性能指标（按定义）。 （1）放大倍数
i
o
u u u A = （o u 、i u 按照b i 流经的路径求、注意参考方向
）；
s
o
us u u A = （考虑信号源内阻时的电压放大倍数）
i
s i
u s i i o s o us R R R A u u u u u u A +?=?==
s
R 为信号源内阻
（2）输入电阻
i i
i
i R R i u R '
==//偏 /i
R ：（从晶体管输入端看进去放大器的等效电阻； /i
R 要在微变等效电路中标注）。
步骤：首先求出/
i
R ，然后再求i i
i
i R R i u R '==//偏 （3）输出电阻
∞
===
L S R u O
O
O i u R 0 步骤：
①先画输出电阻微变参数等效电路（0=S u ∞=L R ）。（按O R 定义画输出电阻微变参数等效电路）
②电流源b i β的处理：
输入、输出回路作为两个独立回路时，电流源开路； 串联在输入、输出回路间时，电流源开路； 并联在输入、输出回路间时，电流源保留，此时O
u 作为激励，求O i 进而求o o
o i u R = ；
（O u 、O i 按照b i 流经的路径求，分别用b i 予以表示）。
注意：
（1）作放大器的微变等效电路，晶体管用简化h 参数等效模型代替时，一定注意各管脚与管外电路的联接关系，一一对应好；
（2）电路复杂时，充分利用晶体管电流分配关系b c b e i i i i )1(β+=+=（解决问题的关键）；
3．放大器分析（计算题步骤）
1）静态分析（估算求Q 点） （1）画直流通路
（2）按KCL 、KVL 列方程求Q 点。 2）动态分析（求性能指标） （1）画交流通路；
（2）画微变参数等效电路并求be r；
（3）求性能指标。
4．典型放大器的总结
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放大电路的微变等效电路分析法 （简化h 参数等效电路法） 一．晶体管微变等效电路 （晶体管微变等效模型） U CE I I (b ) I U CE (a )c 1．从输入端看，be 间等效为晶体管输入电阻b be be i u r = )() (26)1(003)1(mA I mV I U r r EQ EQ T bb be ββ++=++'= bb r '：晶体管基区电阻，一般取Ω200 2．从输出端看，ce 间等效为流控流源b c i i β= ∞=ce r 3．注意： 1）电流源b i β方向由b i 决定； 2）be r 、i R 和bb r '的区别。be r :晶体管输入电阻，i R :放大器输入电阻；bb r ':晶体管基区电阻。'i R ：晶体管输入端放大 器输入电阻 3）等效电路对管外等效，管内不等效，be r 、CCCS b i β并不存在，是等效模型；
4）放大器分析时，注意b 、e 、c 与管外电路的对应关系。（管外电路不变）。 5）等效关系：be 间电阻be r ；ce 间电流源b i β；bc 间开路。(标注b i 和b i β以及各自方向)_ 4．画放大器微变参数等效电路的步骤： 1）画交流通路； 2）将放大器交流通路中的晶体管用微变等效模型代替，管外电路不变。 注意：（1）b i 、b c i i β=及方向的标注； （2）放大器i u 、o u 物理量及方向的标注。 （3） be 间电阻be r ；ce 间电流源b i β；bc 间开路。 （4）计算be r （)() (26)1(003mA I mV r EQ be β++=） 2．放大器的动态分析（性能指标求法） 1）画放大器的交流通路； 2）画放大器的微变等效电路并求出be r （晶体管用简化h 参数等效模型代替，管外电路不变）。 3）求出放大器动态性能指标（按定义）。 （1）放大倍数 i o u u u A = （o u 、 i u 按照b i 流经的路径求、注意参考方向）；
实验1 单级放大电路 1．实验目的 1）学习使用电子仪器测量电路参数的方法。 2）学习共射放大电路静态工作点的调整方法。 3）研究共射放大电路动态特性与信号源内阻、负载阻抗、输入信号幅值大小的关系。2．实验仪器 示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表。 3．预习内容 1）三极管及共射放大器的工作原理。 2）阅读实验内容。 4．实验内容 实验电路为共射极放大器，常用于放大电压。由于采用了自动稳定静态工作点的分压式偏置电路（引入了射极直流电流串联负反馈），所以温度稳定性较好。 1）联接电路 (1)用万用表判断实验箱上的三极管的极性和好坏。由于三极管已焊在实验电路板上，无法用万用表的h EF档测量。改用万用表测量二极管档测量。对NPN三极管，用正表笔接基极，用负表笔分别接射极和集电极，万用表应显示PN结导通；再用负表笔接基极，用正表笔分别接射极和集电极，万用表应显示PN结截止。这说明该三极管是好的。用万用表判断实验箱上电解电容的极性和好坏。对于10μF电解电容，可选择200kΩ电阻测量档，用万用表的负极接电解电容的负极，用万用表的正极接电解电容的正极，万用表的电阻示数将不断增加，直到超过示数的范围。这说明该电解电容是好的。 ⑵按图1.1联接电路。 ⑶接通实验箱交流电源，用万用表测量直流12V电源电压是否正常。若正常，则将12V 电源接至图1.1的Vcc。 图1.1 共射极放大电路
⑷ 测量电阻R C 的阻值。将V i 端接地。改变R P （有案可查2 2k Ω、100k Ω、680k Ω三个可变电阻可选择），测量集电极电压V C ，求 I C =(V CC －V C )/R C 分别为0.5mA 、1mA 、1.5mA 时三极管的β值。建议使用以下方法。 b B cc 2b B B R V V R V I -=+ p 1b b R R R += B C I I =β （1-1） 请注意，电路断电、电阻从电路中开路后才能用万用表测量电阻值。本实验用测电阻值、电 压值来计算电流值，而不是直接测量电流，是因为本实验电路的电流较小，测量电流的测量误差较测量电压、电阻的误差大。同时还因为测量电流时万用表的内阻趋于零，使用不当很可能损坏万用表。 Vcc=11.992 V 图1.2是示意图。它示意i C 并不严格等于βi B ， 只是近似等于βi B ；或者说β并不是一个常数。通常， β随i B 增大而增大。 对于一个三极管，β随i B 的变化越小越好。用图 解法表示共发射极放大器放大小信号的原理可知，β 随i B 变化而变化是正弦波小信号经共发射极放大器放 大后产生非线性谐波失真的原因。若表1.1中β的数 值较接近，则表1.6中的非线性谐波失真应较小。使 用不同实验箱的同学之间可验证上述分析。由此可见， 在制作小信号放大器时，若要求其非线性谐波失真尽可能小，则应挑选β值随i B 变化而变化尽可能小的三极管。 2) 调整静态 电压放大器的主要任务是使失真尽可能小地放大电压信号。为了使输出电压失真尽可能小，一般地说，静态工作点Q 应选择在输出特性曲线上交流负载线的中点。若工作点选得太高，放大器在加入交流信号后容易引起饱和失真；若选得太低，容易引起截止失真。对于小信号放大器而言，若输出交流信号幅度较小，电压放大器的非线性失真将不是主要问题，因此Q 点不一定要选在交流负载线的中点，而可根据其他要求来选择。例如，希望放大器耗电省、噪声低，或输入阻抗高，Q 点可选得低一些。 将V i 端接地。调整R P ，使V C =6V ，测量计算并填写表1.2，绘制直流负载线，估算静态工作点和放大电路的动态范围；分析发射极直流偏置对放大器动态范围的影响。
一、三种常见共射放大电路静态分析见下表所示 上表是常见共射电路的静态工作点。对于实际电路不一定完全跟表中电路相同。求解时遵循以下几点可以求出。 1.思路：①画出该电路的直流通路图。 ②从电源经过基极绕到地列出电压方程(有些电路需经过电工知识进行简化，像分压式可用戴维南定理对R b1、R b2部分等效)求出I BQ 。 ③根据电流放大作用求出I CQ 。 ④从电源经过集电极到发射极到地列电压方程求出U CEQ 。 2．静态工作点的稳定 (1)固定偏置电路 没有稳定静态工作点作用，只能用在要求不高的电路中。 (2)分压式偏置电路 ①静态工作点稳定过程 ②工作点稳定对电路元件参数要求 A ．要稳定效果好：V BQ 要一定，就要求I 1≈I 2 I BQ 。这样才能保证V BQ ≈ R b2 R b1＋R b2 V G 。一般情况下 ??? ??I 1≈I 2＝（5～10）I BQ 硅管 I 1≈I 2＝（10～20）I BQ 锗管 B ．稳定静态工作点效果：V EQ ＝I EQ R E 的上升使U BEQ 下降。当R e 越大，U BEQ 下降越快，调整灵敏度
越高，这样就有V EQ U BEQ ，一般有?????V BQ ＝（3～5）U BEQ 或（3～5）V 硅管 V BQ ＝（5～10）U BEQ 或（1～3）V 锗管。 (3)集—基反馈式 静态工作点稳定过程：V CQ ＝V G －(I CQ ＋I BQ )R c 二、三种常见共射放大电路动态分析见下表所示
几点说明： 1.r be 是三极管的输入电阻，属动态电阻，即交流阻抗，但其大小跟晶体管的静态电流大小有关，一般的估算公式为r be ＝r ′bb ＋(1＋β)26mV I E mA ＝r ′bb ＋26mV I BQ mA 单位为欧姆(Ω)。 (2)r′bb 为三极管基极的等效 电阻，小功率一般约为300Ω，近似计算时，按给出值代入，不给出值时取300Ω代替。 2．输入电阻r i 和输出电阻r o 的物理意义。 r i 表征放大器输入端，相对于信号源而言是信号源的等效负载电阻。r i 越大，则向信号源索取的电流越小，信号源负担越轻。r o 表征放大器的输出端，相对于负载而言是负载的信号源，r o 即为信号源内阻，显然r o 越小，带负载的能力越强。 三、射极输出器 1、静态工作点 I BQ R b ＋I BQ (1＋β)R e ＋U BEQ ＝V G ， I CQ ＝βI BQ ， U CEQ ＝V G －I EQ R e ≈V G －I CQ R e 2、动态分析 ①电压放大倍数：A u ＝(1＋β)R L ′/[r be ＋(1＋β)R L ′]，其中R L ′＝R e ∥R L ②输入电阻：r i ＝[r be ＋(1＋β)R L ′]∥R b ③输出电阻：r o ＝∥R e ，其中R s ′＝R b ∥R s 3、射极输出器的特性： 射极输出器是共集电极电路，又称射极跟随器(uo ≈ui ，且同相) 电压放大倍数略小于1，电压跟随特性好，输入阻抗高，输出阻抗低，具有一定的电流放大能力和功率放大能力。 射极输出器的反馈类型为电压串联负反馈，且反馈系数为1，属深度负反馈，Auf ≈1/F ＝1。 4、射极输出器的应用 在多级放大电路中，射极输出器可作为输入级，以减轻信号源的负担；也可用作输出级，提高带负载的能力；还可作为放大器的中间隔离级，减小后级对前级电路的影响；另外，还可以用作阻抗变换器。
PNP 型单级共射放大电路 一、 实验目的 1、 设计一个PNP 型共射放大器，使其放大倍数为80，工作电流为80mA 。 二、 实验仪器 1、 示波器 2、信号发生器 3、数字万用表 4、交流毫伏表 5、直流稳压源 三、 实验原理 1、PNP 型单级共射放大器电路图如下： 2、 静态工作点的理论计算： 静态工作点可由以下几个关系式确定： 4 34 B C C R U V R R = + 5 B BE C E U U I I R -≈= 由以上式子可知，当管子确定后，改变CC V 、3R 、4R 中任意参数值，都会导致静态工作点的变化。当电路参数确定后，静态工作点主要通过P R 调整。工作点偏高，输出信号波形易产生饱和失真；工作点偏低，输出波形易产生
截止失真。但当输入信号过大时，管子将工作在非线性区，输出波形会产生双向失真。当输出波形不很大时，静态工作点的设置应偏低，以减小电路的 静态损耗。 3、电压放大倍数的测量与计算 电压放大倍数是指放大电路输出端的信号电压（变化电压）与输入端的信号电压之比， 即：o u i u A u = 电路中有12 (//) u be R R A r β =-、 26 '(1) be bb EQ mV r r I β =++ 其中，' bb r一般取300Ω。 当放大电路静态工作点设置合理后，在其输入端加适当的正弦信号，同时用示波器观察放大电路的输出波形，在输出波形不失真的条件下，用交流毫伏表或示波器分别测量放大电路的输入、输出电压，再按定义式计算即可。 四、实验内容及结果 1、按图连接电源，确认电路无误后接通电源。 2、在放大器的输入端加入频率f=1KHz，幅值约为10mV的正弦信号，用示波器观察，同时，用示波器的另一端监视放大器的输出电压Uo的波形。调整Rp的阻值，使静态工作点处于合适位置，此时，输出波形最大而不失真。 3、测量电路工作电流Ic并与理论计算值比较
实验二 单级放大电路 一、实验目的 1． 掌握放大器静态工作点的调试方法，学会分析静态工作点对放大器性能的影响。 2． 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。 3． 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 二、实验仪器及器材 双踪示波器、低频函数信号发生器、低频交流毫伏表、数字万用表、模拟电路实验箱 三、实验原理 图2-1 共射极单管放大器 图2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用R B2和R B1 组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R E ，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号U i 后，在放大器的输出端便可得到一个与U i 相位相反，幅值被放大了的输出信号U 0，从而实现了电压放大。 在图2-1电路中，当流过偏置电阻R B1和R B2的电流远大于晶体管T 的基极电流I B 时（一般5~10倍），则它的静态工作点可用下式估算，U CC 为供电电源，此为+12V 。 CC B B B B U R R R U 2 11 +≈ （2-1） C E BE B E I R U U I ≈-= （2-2） )(E C C CC CE R R I U U +-= （2-3） 电压放大倍数 be L C V r R R A β -= （2-4）
输入电阻 be B B i r R R R 21= （2-5） 输出电阻 C R R ≈0 （2-6） 放大器静态工作点的测量与调试 1） 静态工作点的测量 测量放大器的静态工作点，应在输入信号U i =0的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的数字万用表，分别测量晶体管的集电极电流I C 以及各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压，然后算出I C 的方法，例如，只要测出U E ，即可用E E E C R U I I = ≈算出I C （也可根据C C CC C R U U I -=， 由U C 确定I C ），同时也能算出E C CE E B BE U U U U U U -=-=,。 2） 静态工作点的调试 放大器静态工作点的调试是指对三极管集电极电流I C （或U CE ）调整与测试。 静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大的影响。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时u O 的负半周将被削底，如图2-2（a ）所示，如工作点偏低则易产生截止失真，即u O 的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图2-2（b ）所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的u i ，检查输出电压u O 的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。 (a)饱和失真 (b)截止失真 图2-2 静态工作点对U0波形失真的影响 改变电路参数U CC ，R C ，R B （R B1，R B2）都会引起静态工作点的变化，如图2-3所示，但通常多采用调节偏电阻R B2的方法来改变静态工作点，如减小R B2，则可使静态工作点提高等。 最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言，如信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切的说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如须满足较大信号的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。
单级放大电路的设计与仿真 一、实验目的 1）掌握放大电路静态工作点的调整与测试方法。 2）掌握放大电路的动态参数的测试方法。 3）观察静态工作点的选择对输出波形及电压放大倍数的影响。 二、实验器材 1mV 5KHz 正弦电压源，15mV 5KHz 正弦电压源，12V直流电压源，2N2222A三极管，10uF电容（3个），10KΩ电阻（2个），3.0KΩ电阻，1.5KΩ电阻，5.1KΩ电阻，250KΩ电位器，万用表，示波器等。 三、实验原理与要求 三极管工作在放大区时具有电流放大作用，只有给放大电路中的三极管提供合适的静态工作点才能保证三极管工作在放大区。如果静态工作点不合适，输出波形则会产生非线性失真——饱和失真和截止失真，而不能正常放大。静态工作点合适时，三极管有电流放大特性，通过适当的外接电路，可实现电压放大。表征放大电路放大特性的交流参数有电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。对于不同频率的输入交流信号，电路的电压放大倍数不同，电压放大倍数与频率的关系定义为频率特性，频率特性包括：幅频特性——即电压放大倍数的幅度与频率的关系；相频特性——即电压放大倍数的相位与频率的关系。 设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率5kHz(幅度1mV) ，负载电阻5.1kΩ，电压增益大于50。调节电路静态工作点(调节电位计)，观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形，并测试对应的静态工作点值。加入信号源频率5kHz(幅度1mV) ，调节电路使输出不失真，测试此时的静态工作点值。测电路的输入电阻、输出电阻和电压增益。测电路的频率响应曲线和fL、fH值。 设计图如下：
四、实验内容与步骤 1.饱和失真 为了使得到的饱和、截止失真的波形图更加明显，用15mV的交流电压源代替了原先的1mV 的电源。调节电位器的百分比至0%，观察波形。 测试饱和失真下的静态工作点 可知I B=227.374uA，I C=2.576mA, U CE=69.657mV。
深圳大学实验报告课程名称：模拟电路 实验项目名称：单级交流放大电路 学院：信息工程学院 二、实验仪器 1.示波器 2.信号发生器 3.数字万用表 三、预习要求 1.复习三极管及单管放大电路工作原理。
2.进行放大电路静态工作点和电压放大倍数的估算。 四、实验内容及步骤 1.装接电路与简单测量 图1.l 基本放大电路 如三极管为3DG6，放大倍数β一般是25—45；如为9013，一般在150以上 (1)用万用表判断实验箱上三极管V的极性和好坏，电解电容C的极性和好坏。 U BE=0.7V、U BC=0.7V，反向导通电压无穷大。 所示，连接电路(注意：接线前先测量+12V电源，关断电源后再连线)， 、 (2)按图1.2接线，调整R P使V E=2.2V，计算并填表1.1。 图1.2 工作点稳定的放大电路 为稳定工作点，在电路中引入负反馈电阻R e，用于稳定静态工作点，即当环境温度变化时，保持静态集电极电流I CQ和管压降U CEQ基本不变。依靠于下列反馈关系： T↑—β↑—I CQ↑—U E↑—U BE↓—I BQ↓—I CQ↓，反过程也一样,其中R b2的引入是为了稳定U b。但此类工作电路的放大倍数由于引入负反馈而减小了，而输入电阻r i变大了，输出电阻r o不变。
e be L c u R r R R A )1()(ββ++-= ，))1((21e be b b i R r R R r β++=，c o R r = 由以上公式可知，当β很大时，放大倍数u A 约等于 e L c R R R ，不受β值变化的影响。 输出波形时要调节R b1，使输出波形最大且不失真时开始测量。输入输出波形两者反相，相差180度。 (3) 信号源频率不变，逐渐加大信号源幅度，观察V O 不失真时的最大值并填表1.2。 分析图1.3的交流等效电路模型，由下述几个公式进行计算： E be I mV r 26) 1(200β++≈，be ce c L V r r R R A β-=，c ce o be b b i R r r r R R r ==,2
实验 1 单级放大电路 1．实验目的 1)学习使用电子仪器测量电路参数的方法。 2)学习共射放大电路静态工作点的调整方法。 3)研究共射放大电路动态特性与信号源内阻、负载阻抗、输入信号幅值大小的关系。2．实验仪器 示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表。 3．预习内容 1)三极管及共射放大器的工作原理。 2)阅读实验内容。 4．实验内容实验电路为共射极放大器，常用于放大电压。由于采用了自动稳定静态工作点的分压式偏置电路(引入了射极直流电流串联负反馈) ，所以温度稳定性较好。 1) 联接电路 (1) 用万用表判断实验箱上的三极管的极性和好坏。由于三极管已焊在实验电路板上，无法用万用表的h EF 档测量。改用万用表测量二极管档测量。对NPN 三极管，用正表笔接 基极，用负表笔分别接射极和集电极，万用表应显示PN 结导通；再用负表笔接基极，用正表笔分别接射极和集电极，万用表应显示PN 结截止。这说明该三极管是好的。用万用表判断实验箱上电解电容的极性和好坏。对于10μF 电解电容，可选择200k Ω电阻测量档，用万用表的负极接电解电容的负极，用万用表的正极接电解电容的正极，万用表的电阻示数将不断增加，直到超过示数的范围。这说明该电解电容是好的。 ⑵ 按图1.1 联接电路。 ⑶ 接通实验箱交流电源，用万用表测量直流12V 电源电压是否正常。若正常，则将12V 电源接至图1.1 的Vcc 。 图1.1 共射极放大电路
⑷ 测量电阻 R C 的阻值。将 V i 端接地。改变 R P （有案可查 2 2k Ω、 100k Ω、 680k Ω三 个可变电阻可选择） ，测量集电极电压 V C ，求 I C =（V CC －V C ）/R C 分别为 0.5mA 、1mA 、1.5mA 时三极管的 β值。建议使用以下方法。 I B 请注意，电路断电、 压值来计算电 流值， 误差较测量电压、 可能损坏万用表。 Vcc=11.992 V 表 1.1 测量 β 值 I C (mA) V C (V) 测量值 计算值 V B (V) R b (k ) I B ( A) 0.5 9.442 1.5821 147.436 4.685 106.72 1 6.892 2.5657 82.236 7.72 138.89 1.5 4.342 3.5445 52.950 11.85 126.58 图 1.2 是示意图。它示意 i C 并不严格等于 βi B ， 只是近似等于 βi B ；或者说 β并不是一个常数。通常， β随 i B 增大而增大。 对于一个三极管， β随 i B 的变化越小越好。用图 解法表示共发射极放大器放大小信号的原理可知， β 随 i B 变化而变化是正弦波小信号经共发射极放大器放 大后产生非线性谐波失真的原因。若表 1.1中 β的数 值较接近，则表 1.6 中的非线性谐波失真应较小。使 用不同实验箱的同学之间可验证上述分析。由此可见， 在制作小信号放大器时，若要求其非线性谐波失真尽可能小，则应挑选 化尽可能小的三极管。 2） 调整静态 电压放大器的主要任务是使失真尽可能小地放大电压信号。为了使输出电压失真尽可 能小，一般地说，静态工作点 Q 应选择在输出特性曲线上交流负载线的中点。若工作 点选 得太高，放大器在加入交流信号后容易引起饱和失真；若选得太低，容易引起截止失真。对 于小信号放大器而言， 若输出交流信号幅度较小， 电压放大器的非线性失真将不是主要问题， 因此 Q 点不一定要选在交流负载线的中点，而可根据其他要求来选择。例如，希望放大器 耗电省、噪声低，或输入阻抗高， Q 点可选得低一些。 将 V i 端接地。调整 R P ，使 V C =6V ，测量计算并填写表 1.2，绘制直流负载线，估算静 态工作点和放大电路的动态范围；分析发射极直流偏置对放大器动态范围的影响。 表 1.2 调整静态 测量值 测量计算值 V B V cc V B I C R R R b R b1 R p C （1-1） R b2 R b I B 电阻从电路中开路后才能用万用表测量电阻值。本实验用测电阻值、电 而不是直接测量电流， 是因为本实验电路的电流较小， 测量电流的测量 电阻的误差大。 同时还因为测量电流时万用表的内阻趋于零， 使用不当很 CE β值随 i B 变化 而变
集成运放的等效电路、理想运放的特性及其应用电路 五：低频等效电路 在电路中集成运放作为一个完整的独立的器件来对待。于是在分析、计算时我们用等效电路来代替集成运放。 由于集成运放主要用于频率不高的场合，因此我们只学习低频率时的等效电路。 右图所示为集成运放的符号，它有两个输入端和一个输 出端。 其中：标有 的为同相输入端 ( 输出电压的相位与 该输入电压的相位相同 ) 标有 的为反相输 入端 ( 输出电压的相位与该输入电压的相位相反 ) 六：理想集成运放 一般我们是把集成运放视为理想的（将集成运放的各项技术指标理想化） 开环电压放大倍数： 输入电阻： 输入偏置电流： 共模抑制比： 输出电阻： -3dB 带宽： 无干扰无噪声 失调电压 、失调电流 及它们的温漂均为零 七：集成运放工作在线性区的特性 当集成运放工作在线性放大区时的条件是： (1) (2) 注： (1) 即 : 同相输入端与反相输入端的电位相等，但不是短路。我们把满足这个条件称为 " 虚短 " (2) 即 : 理想运放的输入电阻为 ∞ , 因此集成运放输入端不取电流。 我们在计算电路时，只要是线性应用，均可以应用以上的 两个结论 ，因此我们要 掌握好 ！ 当集成运放工作在线性区时，它的输入、输出的关系式为： 八：集成运放工作在非线性工作区 当集成运放工作在非线性区时的条件是：集成运放在非线性工作区内一般是开环运用或加正反馈。它的输入输出关系是： 它的输出电压有两种形态：（ 1 ）当 时，（ 2 ）当 时， 它的输入电流仍为零（因为 ）即： 集成运放工作在不同区域时，近似条件不同，我们在分析集成运放时，应先判断它工作在什麽区域，然后再用上述公式对集成运放进行分析、计算。 九：比例运算电路 定义：将输入信号按比例放大的电路，称为比例运算电路。 分类：反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。（按输入信号加入不同的输入端分） 比例放大电路是集成运算放大电路的三种主要放大形式 (1) 反向比例电路 输入信号加入反相输入端 , 电路如图 (1) 所示 :
电子技术实验报告—实验4单级放大电路
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电子技术实验报告 实验名称：单级放大电路系别： 班号： 实验者姓名： 学号： 实验日期： 实验报告完成日期：
目录 一、实验目的 (5) 二、实验仪器 (5) 三、实验原理 (5) （一）单级低频放大器的模型和性能 (5) （二）放大器参数及其测量方法 (7) 四、实验内容 (9) 1、搭接实验电路 (9) 2、静态工作点的测量和调试 (10) 3、基本放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测量 (11) 4、放大器上限、下限频率的测量 (12) 5、电流串联负反馈放大器参数测量 (13) 五、思考题 (13) 六、实验总结 (13)
一、实验目的 1.学会在面包板上搭接电路的方法； 2.学习放大电路的调试方法； 3.掌握放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输出电阻和通频带测量方法； 4.研究负反馈对放大器性能的影响；了解射级输出器的基本性能； 5.了解静态工作点对输出波形的影响和负载对放大电路倍数的影响。 二、实验仪器 1.示波器1台 2.函数信号发生器1台 3. 直流稳压电源1台 4.数字万用表1台 5.多功能电路实验箱1台 6.交流毫伏表1台 三、实验原理 （一）单级低频放大器的模型和性能 1. 单级低频放大器的模型 单级低频放大器能将频率从几十Hz~几百kHz的低频信号进行不失真地放
大，是放大器中最基本的放大器，单级低频放大器根据性能不同科分为基本放大器和负反馈放大器。 从放大器的输出端取出信号电压（或电流）经过反馈网络得到反馈信号电压（或电流）送回放大器的输入端称为反馈。若反馈信号的极性与原输入信号的极性相反，则为负反馈。 根据输出端的取样信号（电压或电流）与送回输入端的连接方式（串联或并联）的不同，一般可分为四种反馈类型——电压串联反馈、电流串联反馈、电压并联反馈和电流并联反馈。负反馈是改变房卡器及其他电子系统特性的一种重要手段。负反馈使放大器的净输入信号减小，因此放大器的增益下降；同时改善了放大器的其他性能：提高了增益稳定性，展宽了通频带，减小了非线性失真，以及改变了放大器的输入阻抗和输出阻抗。负反馈对输入阻抗和输出阻抗的影响跟反馈类型有关。由于串联负反馈实在基本放大器的输入回路中串接了一个反馈电压，因而提高了输入阻抗，而并联负反馈是在输入回路上并联了一个反馈电流，从而降低了输入阻抗。凡是电压负反馈都有保持输出电压稳定的趋势，与此恒压相关的是输出阻抗减小；凡是电流负反馈都有保持输出电流稳定的趋势，与此恒流相关的是输出阻抗增大。 2.单级电流串联负反馈放大器与基本放大器的性能比较 电路图2是分压式偏置的共射级基本放大电路，它未引入交流负反馈。 电路图3是在图2的基础上，去掉射极旁路电容C e，这样就引入了电流串联负反馈。
单级共射放大电路实验报告 一、实验目的 1.熟悉常用电子仪器的使用方法。 2.掌握放大器静态工作点的调试方法及对放大器电路性能的影响。 3.掌握放大器动态性能参数的测试方法。 4.进一步掌握单级放大电路的工作原理。 二、实验仪器 1.示波器 2.信号发生器 3.数字万用表 4.交流毫伏表 5.直流稳压源 三、预习要求 1.复习基本共发射极放大电路的工作原理，并进一步熟悉示波器的 正确使用方法。 2.根据实验电路图和元器件参数，估算电路的静态工作点及电路的 电压放大倍数。 3.估算电路的最大不失真输出电压幅值。 4.根据实验内容设计实验数据记录表格。 四、实验原理及测量方法 实验测试电路如下图所示：
1.电路参数变化对静态工作点的影响： 放大器的基本任务是不失真地放大信号，实现输入变化量对输出变化量的控制作用，要使放大器正常工作，除要保证放大电路正常工作的电压外，还要有合适的静态工作点。放大器的静态工作点是指放大器输入端短路时，流过电路直流电流IBQ、ICQ及管子C、E极之间的直流电压UCEQ 和B、E极的直流电压UBEQ。图5-2-1中的射极电阻BE1、RE2是用来稳定放大器的静态工作点。其工作原理如下。 ○1用RB和RB2的分压作用固定基极电压UB。 由图5-2-1可各，当RB、RB2选择适当，满足I2远大于IB时，则有 UB=RB2·VCC/（RB+RB2） 式中，RB、RB2和VCC都是固定不随温度变化的，所以基极电位基本上是一定值。 ○2通过IE的负反馈作用，限制IC的改变，使工作点保持稳定。具体稳定过程如下： T↑→IC↑→IE↑→UE↑→UBE↓→IB↓→IC↓ 2.静态工作点的理论计算： 图5-2-1电路的静态工作点可由以下几个关系式确定
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训练。 二、实验原理 1、 对于上图中的偏置电路，只有R 2支路中的电流I 1>>I BQ 时，才能保证V BQ 恒定实现自动 稳定工作点的作用，所以工程中一般取：1(5~10)BQ I I =（硅管） 1(10~20)BQ I I =（锗管） 2、 为了提高电路的稳定性，一般要求V BQ >>V BE ，工程中一般取V BQ =(5~10)V BE ，即V BQ =(3～ 5)V （硅管），V BQ =(1～3)V （锗管） 3、 电路的静态工作点电流 B Q B E C Q E V V I R -≈ 由于是小信号放大，所以I CQ 一般取0.5~2mA 4、 I CQ 确定后通过以下公式可计算R 1和R 2的值： 21 (5~10)(5~10)B Q B Q B Q B Q C Q V V V R I I I β?= = = 2 11 ()C C BQ C C BQ BQ V V V V R R I V --≈= 5、 交流电压放大倍数' ' ' 26(1)300(1) L L L V be b e C Q R R R A m V r r r I βββββ???=- =- =- ++++ 6、 交流输入阻抗1226////(1)300(1) i be be b e C Q m V R r R R r r r I ββ=≈=++=++
共射放大电路的微变等效电路分析 【教学目标】 1、 知识目标 1）会画出放大电路的交流通路以及微变等效电路 2）会应用放大电路的微变等效电路分析和计算放大器的动态参数 2、 能力目标 1）通过师生互动教学，培养学生分析问题和理解问题的能力 2）通过基础综和训练，培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。 【教学重点】 放大器动态参数的计算 【教学难点】放大电路的交流通路以及微变等效电路的画法 【教学方法】启发引导为主，讲练结合 【教学过程】一、复习上一节关于放大电路的图解法的有关知识并提问 二、导入新课：在上一节课，主要讲解了用图解法进行放大器的动态性能的分析，这种方法虽然具有形象、直观等特点，但分析的过程较为复杂，且有一定误差，为此，本节将讲解放大器动态分析的第二种方法——微变等效电路法。 三、新课教学：共射放大电路的微变等效电路分析 在动态时，如果输入的交流信号幅度很小，交流小信号仅在三极管特性曲线静态工作点附近做微小变化，三极管的输入、输出各变量之间近似呈线性关系，这样可以用线性等效电路等效非线性的三极管，称作三极管的微变等效电路。显然，微变等效电路只适用于低频小信号交流分量的动态技术指标的计算，它的前提是放大器已经设置好了静态工作点。 1、三极管的微变等效电路 NPN 型三极管的微变等效电路如图1（b ）所示，。晶体管的输入端加交流信号v i 时，在其基极将产生相应的变化电流i b ，如同在一个电阻上加交流电压而产生交流电流一样。因此晶体管的输入端b 、e 之间用一个等效电阻代替，这个电阻称为三极管的输入电阻r be ，其大小为 be be be v r i
实验一单级交流放大电路 一、实验目的 1.熟悉电子元器件和模拟电路实验箱， 2.掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响。 3.学习测量放大电路Q点，A V ，r i ，r o 的方法，了解共射极电路特性。 4.学习放大电路的动态性能。 二、实验仪器 1.示波器 2.信号发生器 3.数字万用表 三、实验原理 1.三极管及单管放大电路工作原理。 2.放大电路静态和动态测量方法。 四、实验容及步骤 1装接电路与简单测量
(1)用万用表判断实验箱上三极管V的极性和好坏，电解电容C的极性和好坏。 (2)按图1.1所示，连接电路(注意：接线前先测量+12V电源，关断电源后再连线)，将RP的阻值调到最大位置。 2.静态测量与调整 接线完毕仔细检查，确定无误后接通电源。改变R P ，记录I C 分别为0.5mA、 1mA、1.5mA时三极管V的β值。 注意：I b 和I c 一般用间接测量法，即通过测V c 和V b ，R c 和R b 计算出I b 和I c 。 此法虽不直观，但操作较简单，建议采用。以避免直接测量法中，若操作不当容易损坏器件和仪表的情况。 (2)按图1.1接线，调整R P 使V E =1.8V，计算并填表1.1。 表1.1 实测实测计算
注意：图1.1中I b为支路电流。 3.动态研究 (1)按图1.2所示电路接线。 (2)将信号发生器的输出信号调到f=1KHz，幅值为500mV，接至放大电路的 A点，经过R 1、R 2 衰减（100倍），V i 点得到5mV的小信号，观察V i 和V O 端波形， 并比较相位。 (3)信号源频率不变，逐渐加大信号源幅度，观察V O 不失真时的最大值，并填表1.2。 表1.2 RL=∞
实验4.5 单级放大电路的研究 一、实验目的 1.学习EWB中函数发生器的应用方法。 2.测量、调试单级公射电压放大器静态工作点，并分析静态工作点的稳定性及对输出 波形的影响。 3.测试放大器的放大倍数(A u),输出电阻(R i)、输入电阻(Ro)。 4.测试无发射集电容时，发射极电容电阻对单级放大电路的静态工作点、电压放大倍 数的影响。 二、实验器材 1.计算机一台。 2.EWB5.0以上版本软件一套。 三、实验原理 1.分压式偏置放大电路的工作原理； 2.估算放大电路的静态工作点； 3.估算有、无发射极电容C E时的A u，R i ，R O； 4.说明测试A u，R i，R O的方法。 5.简述该电路静态工作点稳定的过程。 四、实验界面仿真图 1.原理图 2.静态工作点的测量 ①测量并记录各静态电压、电流数值；
②将三极管改换为放大倍数不同的其它管子，重新测试各静态值。分析静态工作点是否稳定。 3.动态参数的测量 （1）输入输出波形 （2）测量电压放大倍数 （3）测量输入电阻
（4）测量输出电阻 （5）断开发射极电容C E后的动态参数测量。 5.不同工作点对输出波形的影响 （1）输入信号不变，将R2增大或减小为某值，记录输入输出波形及静动态数据。 （2）增大输入信号，记录输入输出波形，并判断失真原因。。 五、数据图表及计算 2.不同工作点对输出波形的影响 六、实验结果及误差分析
结果：通过计算得出的结果与仿真的结果基本一致。 误差分析：1、在计算时引入许多近似值，造成一定误差 2、直流电源、示波器、函数发生器及放大电路没共地，互相影响（仪器已经共地，不存在这一问题） 3、信号源、电压、电流表有一定的内阻 4、电容的分流作用（用相量法可以分析，耦合电容有分压，旁路电容有分流） 5、负载电阻对放大倍数有影响……（我们用的电阻都是有精度的，也就是有误差的，所有电阻对电路实际工作参数都有影响。但负载电阻一定会影响放大倍数，若负载开路，A u=？；负载很小，例如8Ω，A u=？） 七、思考题： （1）放大器的输出波形与输入波形之间的相位关系如何? 1、相位相反 （2）信号源内阻增大时对放大器的电压增益有何影响? 2、没有太大影响（不对，你画一下交流通路，若电压源内阻不能忽略，在不断增大，则放 大电路输入电压减小，此时电路的电压增益是指输出与信号源电压的比值，如何变化？）（3）断开发射极旁路电容对放大器的电压增益和输入电阻有何影响? 3、输入电阻没影响增益变小（对输入电阻有影响，你画一下交流微变等效电路图，计算 一下输入电阻！）
交流通路与微变等效电路 1)交流通路 交流通路是指放大电路中交流电流通过的路径。计算放大电路的放大倍数、输入电阻、 输出电阻时用交流通路。对于容抗小的电容以及内阻很小的直流电源，其交流压降很小，可以看作短路，因此其交流通路如图2－2（c ）所示。 放大电路常用的分析方法有图解分析法（请参考相关教材）和微变等效电路分析法。下面结合图2－2（a ），介绍微变等效电路分析法。 2)微变等效电路与动态分析 （1）三极管的简化微变等效电路 由于放大电路中含有非线性元件——三极管，通常不能用线性电路的方法来分析含有非线性元件的放大电路。但是，当输入、输出都是小信号时，信号只是在静态工作点附近的小范围内变动，三极管的特性曲线可以近似地看成是线性的，此时，三极管可以用一个等效的线性电路来代替，这样就可以用计算线性电路的方法来分析放大电路了。 ① 三极管输入回路等效电路 由输入特性可以看出，当输入信号较小时，可以把Q 点附近的一段曲线看成直线，这样三极管B 、E 间就相当于一个线性电阻be r ，如图2－3所示。结合输入特性曲线，则三极管的输入电阻可定义为 图2-3 三极管的输入等效电路 B BE be r I U ??＝＝b be i u （2—4）
be r 叫作三极管的输入电阻。它是从三极管的输入端（B 、E 端）看进去的交流等效电阻，be r 的大小与静态工作点的位置有关，通常be r 的值在几百欧到几千欧之间，对于小功率管，当E I ＝1～2mA 时，be r 为1k Ω左右。在0.1mA ＜E I ＜5mA 范围内，工程上常用下式来估算。 () mA mV r E be I 261300β＋＋＝＝mA mV B I 26300＋ （2－5） ② 三极管输出回路的等效电路 三极管在输入信号电流b i 作用下，相应地产生输出信号电流c i ，并且有c i ＝b i β ，即集电极电流只受基极电流控制。因此，从输出端C 、E 间看三极管是一个受控电流源。 为此，可画出三极管的简化微变等效电路如图2－4（b ）所示。 图2-4 三极管的微变等效电路 (a)三极管 (b)微变等效电路 （2）动态分析 ① 共射放大电路的简化微变等效电路 图2-5 共射放大电路的微变等效电路 (a)共射放大电路 (b)微变等效电路 共射放大电路以图2－5（a ）进行分析。先画出共射放大电路的交流通路，再用三极管
1共射级单管放大器工作原理 管子工作前题是BE结加正向电压BC结加反向电压，然后1.发射区向基区扩散电子，2.电子在基区边界扩散与复合，空穴由外电源补充，维持电流。3.电子被集电极收集。改变基极电流就可以改变集电极电流：IC=BIB 2.在两个放大管与VEE之间接的有一个恒流源. 一、微恒流源原理电路 电路如图1所示，当IR一定时，IC2可确定为： 图1 可见，利用两管基一射电压差VBE可以控制IO。由于VBE的数值小，用阻值不大的Re2即可得微小的工作电流--微电流源。
二、恒流源电路的主要应用-有源负载 前面曾提到，增大Rc可以提高共射放大电路的电压增益。但是，Rc不能很大，因为在集成工艺中制造大电阻的代价太高，而且，在电源电压不变的情况下，Rc越大，导致输出幅度越小。那么，能否找到一种元件代替RC，其动态电阻大，使得电压增益增大，但静态电阻较小。因而不致于减小输出幅度呢？自然地，我们可以考虑晶体管恒流源。由于电流源具有直流电阻小，交流电阻大的特点，在模拟集成电路中广泛地把它作负载使用--有源负载，如图2所示。 在本图中恒流源由20K电阻和Q7与Q8组成.其他同基本放大电路. Q7短接基极和集电极的接法在集成电路制作中常用. 由于晶体管电流源具有直流电阻小，交流电阻大的特点，在模拟集成电路中广泛地把它作负载使用--有源负载. 而且集成电路中做二极管就是用三极管一个极.短接另一个极. 3三级运放放大电路工作原理 三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。分成NPN和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。
单级放大电路的设计与 仿真 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
单级放大电路的设计与仿真一、实验目的 1）掌握放大电路静态工作点的调整与测试方法。 2）掌握放大电路的动态参数的测试方法。 3）观察静态工作点的选择对输出波形及电压放大倍数的影响。 二、实验器材 1mV5KHz正弦电压源，15mV5KHz正弦电压源，12V直流电压源，2N2222A三极管，10uF电容（3个），10KΩ电阻（2个），3.0KΩ电阻，1.5KΩ电阻，5.1KΩ电阻，250KΩ电位器，万用表，示波器等。 三、实验原理与要求 三极管工作在放大区时具有电流放大作用，只有给放大电路中的三极管提供合适的静态工作点才能保证三极管工作在放大区。如果静态工作点不合适，输出波形则会产生非线性失真——饱和失真和截止失真，而不能正常放大。静态工作点合适时，三极管有电流放大特性，通过适当的外接电路，可实现电压放大。表征放大电路放大特性的交流参数有电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。对于不同频率的输入交流信号，电路的电压放大倍数不同，电压放大倍数与频率的关系定义为频率特性，频率特性包括：幅频特性——即电压放大倍数的幅度与频率的关系；相频特性——即电压放大倍数的相位与频率的关系。 设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率5kHz(幅度1mV)，负载电阻5.1kΩ，电压增益大于50。调节电路静态工作点(调节电位计)，观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形，并测试对应的静态工作点值。加入信号源频率5kHz(幅度 1mV)，调节电路使输出不失真，测试此时的静态工作点值。测电路的输入电阻、输出电阻和电压增益。测电路的频率响应曲线和fL、fH值。