三极管及其单级共射放大电路(一)

bbec b R U E -=Ｉb ceo b cQ I I I ββ≈+=ＩccQ c ceQ R I E U -=eQbb be I r r 26)1('β++=bes li o u r R R U U A +-=='βlc l c lR R R R R +='实验一 单管共射极放大器班级学号：1906202-08 姓名；谭湘一、实验目的1、 了解放大器电路参数对放大性能的影响。

2、 学习调整、测量放大器性能的方法。

二、实验原理 图1所示为单级阻容耦合共射放大电路电原理图。

调节Rb 可调整放大器的静态工作点。

图1－1为放大器工作点之图解。

由图可知其中Ic Ｑ为集电极静态工作电流，Uce Ｑ为集电集静态工作电压。

在中频段不需要考虑耦合电容和分布电容、晶体管结电容的影响。

利用微变等效电路法可得： 三极管输入端的微变等效电阻：中频段电压放大倍数:其中等效负载电阻:图2 单管放大器电路图 由Au 表达式可知当Rc 、Ic 变化时，Au 随之变化。

三、 实验内容与方法实验电路如图2所示。

各元件参考值为：Ｔ3DG6B, Rb1=10k Ω, Rb2=10K(RW1100k), Rc1=3.3K ,Re1=1K Cl=C2=10μF, Ce=100μF,RL=1.8K, Ui=10mV/1kHz, EC=+9V , 1、 观察放大器的输出波形按图3接通测试电路，由低频信号发生器在放大器的输入端输入UI=10mV/1kHz 的信号，用示波器观察并比较放大器的输出波形与输入波形的相位之间有什么不同，波形有无失真？绘出波形图。

…(１) …(２)…(３)…(４)…(５)…(６)图1 单管放大器原理图2、测量放大器中频段放大倍数 （1）保持输入信号KHzmV u i 1/10=不变，用毫伏表测出放大器的输入电压与输出电压，计算放大倍数i uu u A 0-=（2）保持输入信号KHzmV u i 1/10=不变，在放大器的输出端加负载电阻RL ＝1.8K 用毫伏表测出放大器的输入电压与输出电压，计算放大倍数3、 放大器的最佳工作点与晶体管最大允许输入电压的研究(1)仍保持输入信号KHzmV u i 1/10=不变，用钟表启逆时针慢慢调节Rb2（RW1）改变放大器的静态工作点，并用示波器观察输出波形，绘出波形并分析产生现象的原因。

实验三 晶体管共射极单管放大器一、实验目的1.学会放大器静态工作点的调试方法, 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A V 、输入电阻Ri 、输出电阻RO 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仪的使用方法。

二、实验原理晶体管单级放大电路有三种基本接法, 即共射电路、共集电路、共基电路。

三种基本接法的特点分别为:1.共射电路既能放大电流又能放大电压, 输入电阻在三种电路中居中, 输出电阻大, 频带较窄；常做为低频电压放大电路的单元电路。

2.共集电路只能放大电流不能放大电压，是三种接法中输入电阻最大、输出电阻最小的电路，具有电压跟随的特点。

常用于电压放大电路的输入级和输出级，在功率放大电路中也常采用射极输出的形式。

3.共基电路只能放大电压不能放大电流，输入电阻小，电压放大倍数和输出电阻与共射电路相当，但频率特性是三种接法中最好的电路，常用于宽频带放大器。

放大电路的主要性能指标有：放大倍数、输入电阻、输出电阻、通频带等。

而保证基本放大电路处于线性工作状态（不产生非线性失真）的必要条件是设置合适的静态工作点Q, Q 点不但影响电路输出是否失真, 而且直接影响放大器的动态参数。

本实验所采用的放大电路为电阻分压式工作点稳定的单管放大电路（图3-1）。

它的偏置电路采用RB1和RB2组成分压电路, 因此基极电位UB 几乎仅决定于RB1与RB2对VCC 的分压, 而与环境温度的变化无关；同时三极管的发射极中接有电阻RE, 它将输出电流IC 的变化引回到输入回路来影响输入量UBE, 以达到稳定静态工作点的目的。

当放大器的输入端加入输入信号ui 后, 在放大器的输出端便可以得到一个与ui 相位相反, 幅值被放大了的输出信号uO, 从而实现了电压放大。

图3-1电路的静态工作点可用下式估算:CC2B 1B 1B B R +R R ≈U Ｖ　I E =C EBEB I ≈R U U －U CE =V CC -(R C +R E )而电压放大倍数、输入电阻、输出电阻分别为:A V =-　beLC r R //R βbe 2B 1B i r //R //R =RC O R ≈R 注意: 测量放大器的静态工作点时, 应在输入信号ui=0的条件下进行。

实验一 单级共射放大电路一、实验目的1．熟悉电子元器件和模拟电子实验箱。

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，了解共射电路的特性。

4．理解放大电路的动态性能。

二、实验仪器1．模拟电子实验箱 2．低频信号发生器 3．交流毫伏表 4．示波器 5．万用表三、预习要求1．复习三极管及单管放大电路的工作原理。

2．了解放大电路静态和动态测量方法。

四、实验概述图1.1为电阻分压式工作点稳定单管共射放大电路。

它的偏置电路采用R b 和R b2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 o ，从而实现了电压放大。

注意：图1.1所示电路中，R 1、R 2为分压衰减电路，除R 1、R 2以外的电路为放大电路。

U o A U s图1.1 工作点稳定的放大电路之所以采取这种结构，是由于一般信号源在输出信号小到几毫伏时，会不可避免的受到电源纹波影响出现失真，而大信号时电源纹波几乎无影响，所以采取大信号加R 1、R 2衰减形式。

1．输入电阻的定义为电路的输入电压U i 与输入电流I i 之比，即r i =iiI U r i 为从电路输入端看进去的交流等效电阻，r i 愈大，则电路从信号源取用电流I i 愈小，电路获得的U i 愈大。

2．输出电阻的定义为负载R L 开路，且信号源电压U s =0（但保留其内阻R s ），从输出端看进去的等效电阻。

即输出端开路时，采用戴维南定理求得等效电源内阻。

即r o =ooI U (U s =0，R L = ) r o 为从电路输出端看进去的交流等效电阻，r o 愈小，则电路接上负载后，输出电压下降愈少，即带负载能力愈强。

五、实验内容1．静态测量与调整按图1.1接线（不用接入由R 1、R 2组成的分压衰减电路），确认无误后接通电源，调整R p 使U e ＝2.2V ，测量电路的静态工作点的相关值（I b 、I c 、U ce ），在这里，为了测量的方便，我们只需测出三极管的三个脚对地的电压，也就是U e 、U b 、U c ，就可以相应推导出Q 点值。

实验三晶体管共射极单管放⼤器（1）实验⼆晶体管共射极单管放⼤器预习部分⼀、实验⽬的⒈学会放⼤器静态⼯作点的调试⽅法，分析静态⼯作点对放⼤器性能的影响。

⒉掌握放⼤器主要性能指标及其测试⽅法。

⒊熟悉⽰波器、函数发⽣器、交流毫伏表、直流稳压电源及模拟实验箱的使⽤。

⼆、实验原理1．静态⼯作点对放⼤器性能的影响及调试1)静态⼯作点当放⼤电路未加输⼊信号（u i= 0）时，在直流电源作⽤下，晶体管基极和集电极回路的直流电流和电压⽤I BQ、U BEQ、I CQ、U CEQ表⽰，它们在晶体管输⼊和输出特性上各⾃对应⼀个点，称为静态⼯作点。

放⼤器静态⼯作点Q的位置对放⼤器的性能和输出波形有很⼤影响。

以NPN型三极管为例，如⼯作点偏⾼（如图2-2-1中的Q1点），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；如⼯作点偏低（如图2-2-1中的Q2点）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）。

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。

图2-2-1 静态⼯作点不合适产⽣波形失真最后还要说明的是．．．．: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。

所以确切地说，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。

若要获得最⼤的不失真输出电压，静态⼯作点最好尽量靠近交流负载线的中点，如图2-2-2中的Q 点。

u CEI图2-2-2 具有最⼤动态范围的静态⼯作点+U CC +12Vs U oU图2-2-3 共射极单管放⼤器2) 静态⼯作点的调试和测量⽅法静态⼯作点由偏置电路设置。

放⼤电路常⽤的偏置电路有固定和分压式偏置电路。

固定偏置电路仅由⼀个基极电阻构成，要求电阻在兆欧数量级上，Q 点易受晶体管参数变化和基极电阻值误差的影响。

测判三极管的口诀三极管的管型及管脚的判别是电子技术初学者的一项基本功，为了帮助读者迅速掌握测判方法，笔者总结出四句口诀：“三颠倒，找基极；PN结，定管型；顺箭头，偏转大；测不准，动嘴巴。

”下面让我们逐句进行解释吧。

一、三颠倒，找基极大家知道，三极管是含有两个PN结的半导体器件。

根据两个PN结连接方式不同，可以分为NPN型和PNP型两种不同导电类型的三极管，图1是它们的电路符号和等效电路。

测试三极管要使用万用电表的欧姆挡，并选择R×100或R×1k挡位。

图2绘出了万用电表欧姆挡的等效电路。

由图可见，红表笔所连接的是表内电池的负极，黑表笔则连接着表内电池的正极。

假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型，也分不清各管脚是什么电极。

测试的第一步是判断哪个管脚是基极。

这时，我们任取两个电极(如这两个电极为1、2)，用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻，观察表针的偏转角度；接着，再取1、3两个电极和2、3两个电极，分别颠倒测量它们的正、反向电阻，观察表针的偏转角度。

在这三次颠倒测量中，必然有两次测量结果相近：即颠倒测量中表针一次偏转大，一次偏转小；剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小，这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极(参看图1、图2不难理解它的道理)。

二、PN结，定管型找出三极管的基极后，我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型(图1)。

将万用表的黑表笔接触基极，红表笔接触另外两个电极中的任一电极，若表头指针偏转角度很大，则说明被测三极管为NPN型管；若表头指针偏转角度很小，则被测管即为PNP型。

三、顺箭头，偏转大找出了基极b，另外两个电极哪个是集电极c，哪个是发射极e呢?这时我们可以用测穿透电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。

(1) 对于NPN型三极管，穿透电流的测量电路如图3所示。

根据这个原理，用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec，虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小，但仔细观察，总会有一次偏转角度稍大，此时电流的流向一定是：黑表笔→c 极→b极→e极→红表笔，电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致(“顺箭头”)，所以此时黑表笔所接的一定是集电极c，红表笔所接的一定是发射极e。

实验一 单极共射放大电路一、实验目的1.掌握三极管（BJT ）单极共射放大电路静态工作点的测量和调整方法。

2.了解电路参数变化对静态工作点的影响。

3.掌握BJT 单极共射放大电路主要性能（A v 、R i 、R o ）的测量方法。

4.学习通频带的测量方法。

二、实验仪器1.示波器2.函数信号发生器3.数字万用表4.数字毫伏表5.模拟电路实验平台三、实验原理与参考电路1. 参考电路实验参考电路如图4.2.1所示。

该电路采用自动稳定静态工作点的分压式射极偏置电路，其温度稳定性好。

三极管选用国产高频小功率三极管3DG6，或国外型号9013，电位器R P 为调整静态工作点而设。

LR 1c R 1b R 2b R 1e R '1e R eC 1T 1C CCV +2S +-+-PR 2c iV ∙oV ∙图4.2.1 单级共射放大电路2. 静态工作点的估算与调整静态工作点是指输入交流信号为零时三极管的基级电流I BQ 、集电极电流I CQ 和管压降V CEQ 。

在三极管放大电路的图解分析中已经介绍，为了获得最大不失真的输出电压，静态工作点应选在输出特性曲线上，交流负载线的中点。

若工作点选择的太高，易引起饱和失真，而选得太低，又引起截止失真，对于线性放大电路，这两种工作点都不合适的，必须对其进行调整。

图4.2.1所示电路的直流通路如图4.2.2所示。

其开路电压V BB 和内阻R B 分别为11b B R R =∥12b R CC b b b BB V R R R V 121112+=则 )R )(R 1(2e 1e +++-=βB BEQBB BQ R V V IBQ CQ I I β=CQ c CC CEQ I R V V )R R (2e 1e ++-≈BQI CQI CCV BR 1e R 2e R CR BBV图4.2.2 图4.5.1所示电路的直流通路由以上表达式可见，静态工作点与电路参数V CC 、R C 、R e1、R e2、R b11、R b12三极管的β都有关。

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。

bB cc2b 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。