第4章__基本的晶体管放大器

一、实验目的1. 理解晶体管单管放大器的基本原理和组成。

2. 掌握晶体管单管放大器静态工作点的调试方法。

3. 熟悉晶体管单管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。

4. 提高对常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用能力。

二、实验原理晶体管单管放大器是一种常见的放大电路，主要由晶体管、偏置电阻、负载电阻和耦合电容等组成。

实验电路采用共射极接法，通过输入信号u_i在晶体管的基极输入，放大后的信号u_o从集电极输出。

实验电路中，偏置电阻Rb1和Rb2组成分压电路，为晶体管提供合适的静态工作点。

负载电阻Rl接收放大后的信号，耦合电容C1和C2分别对输入信号和输出信号进行耦合，抑制交流干扰。

三、实验仪器与材料1. 晶体管（例如：3DG6）2. 偏置电阻（例如：Rb1=10kΩ，Rb2=20kΩ）3. 负载电阻（例如：Rl=10kΩ）4. 耦合电容（例如：C1=0.01μF，C2=0.01μF）5. 函数信号发生器6. 双踪示波器7. 万用电表8. 直流稳压电源9. 实验电路板四、实验步骤1. 按照实验电路图连接电路，将各元件和导线接到实验电路板上。

2. 将函数信号发生器输出端连接到双踪示波器，设置信号频率为1kHz，幅值为1V。

3. 将直流稳压电源连接到电路板，调节输出电压为12V。

4. 调节偏置电阻Rb1和Rb2，使晶体管处于合适的静态工作点。

使用万用电表测量晶体管的集电极电流Ic和集电极电压Uc，使其满足Ic=2mA，Uc=6V。

5. 在晶体管基极输入信号，观察双踪示波器上输入信号和输出信号的波形，记录电压放大倍数。

6. 测量输入电阻Ri和输出电阻Rl，计算放大器的输入电阻和输出电阻。

7. 调节输入信号幅值，观察输出波形，记录最大不失真输出电压。

五、实验数据及分析1. 静态工作点调试结果：Ic=2mA，Uc=6V。

2. 电压放大倍数：A_v=20。

3. 输入电阻：Ri=2kΩ。

第四章集成运算放大电路自测题一、选择合适答案填入空内。

（1）集成运放电路采用直接耦合方式是因为。

A．可获得很大的放大倍数B. 可使温漂小C．集成工艺难于制造大容量电容（2）通用型集成运放适用于放大。

A．高频信号B.低频信号C.任何频率信号（3）集成运放制造工艺使得同类半导体管的。

A.指标参数准确B.参数不受温度影响C．参数一致性好（4）集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以。

A．减小温漂B. 增大放大倍数C. 提高输入电阻（5）为增大电压放大倍数，集成运放的中间级多采用。

A．共射放大电路B.共集放大电路C．共基放大电路解：（1）C （2）B （3）C （4）A （5）A二、判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果填入括号内。

（1）运放的输入失调电压U I O 是两输入端电位之差。

( ) （2）运放的输入失调电流I I O 是两端电流之差。

( ) （3）运放的共模抑制比cdCMR A A K =( ) （4）有源负载可以增大放大电路的输出电流。

( )（5）在输入信号作用时，偏置电路改变了各放大管的动态电流。

( ) 解：（1）× （2）√ （3）√ （4）√ （5）× 三、电路如图T4.3所示，已知β1=β2=β3=100。

各管的U B E 均为0.7V ，试求I C 2的值。

图T4.3解：分析估算如下： 100BE1BE2CC =--=RU U V I R μ AβCC B1C0B2C0E1E2CC1C0I I I I I I I I I I I I R +=+=+====1001C =≈⋅+=R R I I I ββμA四、电路如图T4.4所示。

图T4.4（1）说明电路是几级放大电路，各级分别是哪种形式的放大电路（共射、共集、差放……）；（2）分别说明各级采用了哪些措施来改善其性能指标（如增大放大倍数、输入电阻……）。

解：（1）三级放大电路，第一级为共集-共基双端输入单端输出差分放大电路，第二级是共射放大电路，第三级是互补输出级。

教材 模拟电子技术基础（第四版） 清华大学模拟电子技术课程作业第1章 半导体器件1将PN 结加适当的正向电压，则空间电荷区将( b )。

(a)变宽 (b)变窄 (c)不变2半导体二极管的主要特点是具有( b )。

(a)电流放大作用 (b)单向导电性(c)电压放大作用3二极管导通的条件是加在二极管两端的电压( a )。

(a)正向电压大于PN 结的死区电压 (b)正向电压等于零 (c)必须加反向电压4若将PN 结短接，在外电路将( c )。

(a)产生一定量的恒定电流 (b)产生一冲击电流 (c)不产生电流5电路如图所示，二极管D 1、D 2为理想元件，则在电路中( b )。

(a)D 1起箝位作用，D 2起隔离作用 (b)D 1起隔离作用，D 2起箝位作用 (c)D 1、D 2均起箝位作用 (d)D 1、D 2均起隔离作用D 1V 2V u O6二极管的反向饱和峰值电流随环境温度的升高而( a )。

(a)增大(b)减小 (c)不变7电路如图所示，二极管型号为2CP11，设电压表内阻为无穷大，电阻R =5k Ω，则电压表V 的读数约为( c )。

(a)0.7V (b)0V (c)10VR8电路如图所示，二极管D 为理想元件，输入信号u i 为如图所示的三角波，则输出电压u O的最大值为( c )。

(a)5V (b)10V (c)7VDu O9电路如图所示，二极管为理想元件，u i =6sin ωt V ，U =3V ，当ωt =π2瞬间，输出电压 u O 等于( b )。

(a)0V (b)6V(c)3VDu O10电路如图所示，二极管D 1，D 2，D 3均为理想元件，则输出电压u O ＝( a )。

(a)0V (b)－6V (c)－18V0V3--11电路如图所示，设二极管D1，D2为理想元件，试计算电路中电流I1，I2的值。

23k+-答：D1导通、D2截止.所以：I1=（12V+3V）/ 3k=5mA I2=012电路如图1所示，设输入信号u I1,u I2的波形如图2所示，若忽略二极管的正向压降，试画出输出电压uO的波形，并说明t1,t2时间内二极管D1，D2的工作状态。

放大器的基本工作原理放大器是电子设备中常见的一种器件，其主要功能是将输入信号放大，并输出一个更大的信号。

放大器的基本工作原理是通过增加输入信号的幅度，从而使信号更强，以便在电路中传输。

在这篇文章中，我们将深入探讨放大器的工作原理和其在电子领域中的应用。

放大器的工作原理可以通过以下几个方面来解释。

首先，放大器包含一个输入端和一个输出端。

输入端接收到输入信号，这个信号可以是声音、视频等各种形式的电信号。

然后，通过放大器内部的电子元件，如晶体管等，将输入信号的幅度增大。

最后，增大后的信号通过输出端输出。

其次，放大器的核心元件是晶体管。

晶体管是一种半导体器件，具有放大电流的能力。

放大器中通常使用的是三极管，也称为双极型晶体管。

它由三个区域组成：发射极、基极和集电极。

晶体管的工作原理基于PN结和电流控制的原理。

这里需要提到PN结的概念。

在PN结中，P区代表了掺入了三价离子的半导体材料，它带有正电荷；N区代表掺入了五价离子的材料，它带有负电荷。

当这两种材料结合在一起时，就会形成PN结。

当一个正向电压施加在PN结上时，电子从N区流向P区，而空穴（正电荷的电子空位）从P区流向N区。

这会导致N区带正电荷，P 区带负电荷，形成电势差。

这个电势差，也称为“电压”，可以控制电流的传导方式。

接下来，我们来看看晶体管是如何工作的。

当输入信号加到晶体管的基极上时，通过基极电流的变化，可以控制从发射极到集电极的电流。

这种控制电流的方式称为电流放大作用，是放大器的基本功能之一。

换句话说，当输入信号的幅度增加时，晶体管的电流也会相应增加。

这就使得输出信号的幅度也增加，实现信号的放大。

而这个放大过程发生在放大器内的若干级级联放大器中，以增强信号的放大效果。

放大器在电子领域中有着广泛的应用。

在音频设备中，放大器用来放大音频信号，使得人们听到更大音量的声音。

在通信传输中，放大器用来放大信号，使得信号能够在长距离传输过程中保持稳定。

在显像设备中，放大器被用来放大视频信号，以显示更清晰的图像。

思考题与习题4.1 按照电流导通角θ来分类，θ=180度的高频功率放大器称为甲类功放，θ>90度的高频功放称为甲乙类功放，θ=90度的高频功率放大器称为乙类功放，θ<90度的高频功放称为丙类功放。

4.2 高频功率放大器一般采用LC谐振回路作为负载，属丙类功率放大器。

其电流导通角θ<90度。

兼顾效率和输出功率，高频功放的最佳导通角θ= 60～70 。

高频功率放大器的两个重要性能指标为电源电压提供的直流功率、交流输出功率。

4.3 高频功率放大器通常工作于丙类状态，因此晶体管为非线性器件，常用图解法进行分析，常用的曲线除晶体管输入特性曲线，还有输出特性曲线和转移特性曲线。

4.4 若高频功率放大器的输入电压为余弦波信号，则功率三极管的集电极、基极、发射极电流均是余弦信号脉冲，放大器输出电压为余弦波信号形式的信号。

4.5 高频功放的动态特性曲线是斜率为1-的一条曲线。

R∑υ对应的静态特性曲线的交点位于放大区就4.6对高频功放而言，如果动态特性曲线和BEmaxυ称为欠压工作状态；交点位于饱和区就称为过压工作状态；动态特性曲线、BEmax 对应的静态特性曲线及临界饱和线交于一点就称为临界工作状态。

V由大到小变化时，4.7在保持其它参数不变的情况下，高频功率放大器的基级电源电压BB功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化。

高频功放的集电极V（其他参数不变）由小到大变化时，功放的工作状态由过压状态到电源电压CCV（其它参数不变）由小临界状态到欠压状态变化。

高频功放的输入信号幅度bm到大变化，功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化。

4.8 丙类功放在欠压工作状态相当于一个恒流源；而在过压工作状态相当于一个恒压源。

集电极调幅电路的高频功放应工作在过压工作状态，而基级调幅电路的高频功放应工作在欠压工作状态。

发射机末级通常是高频功放，此功放工作在临界工作状态。

4.9 高频功率放大器在过压工作状态时输出功率最大，在弱过压工作状态时效率最高。

放大器的原理放大器是电子设备中常见的一种电路元件，它的作用是将输入的信号放大到所需的幅度，以便驱动输出设备。

放大器的原理是通过放大输入信号的幅度，而不改变其波形，从而实现信号的放大。

在电子设备中，放大器被广泛应用于音频放大、视频放大、通信设备等领域，是电子技术中不可或缺的重要组成部分。

放大器的原理可以通过几种不同的方式来实现，其中最常见的是使用晶体管或集成电路作为放大器的核心元件。

晶体管放大器通常包括输入端、输出端和电源端，通过控制输入信号的电压或电流，从而控制输出信号的幅度。

而集成电路放大器则是将多个晶体管以及其他电子元件集成在一起，形成一个完整的放大器电路。

在放大器的工作过程中，需要注意一些重要的原理。

首先是放大器的增益，即输入信号经过放大器后的输出信号幅度与输入信号幅度的比值。

增益通常用分贝（dB）来表示，是衡量放大器性能的重要指标。

其次是放大器的带宽，即放大器能够放大的频率范围。

在设计和选择放大器时，需要根据实际需要来确定增益和带宽的要求，以确保放大器能够正常工作。

另外，放大器的线性度也是一个重要的原理。

线性放大器是指在输入信号较小的情况下，输出信号与输入信号之间的关系是线性的。

而非线性放大器则会产生失真，使得输出信号与输入信号之间存在非线性关系。

因此，在设计放大器时需要考虑如何提高放大器的线性度，以确保输出信号的准确性和稳定性。

除了以上几种原理外，放大器的稳定性、功耗、噪声等因素也需要在设计和选择放大器时进行考虑。

放大器的原理涉及到电子学、信号处理、通信等多个领域的知识，需要综合考虑各种因素，以确保放大器能够满足实际应用的需求。

总的来说，放大器的原理是通过放大输入信号的幅度，而不改变其波形，从而实现信号的放大。

在电子设备中，放大器是不可或缺的重要组成部分，其原理涉及到多个方面的知识，需要综合考虑各种因素，以确保放大器能够满足实际应用的需求。

通过对放大器的原理进行深入的研究和了解，可以更好地理解和应用放大器在电子技术中的重要作用。