单管放大电路
一、实验目的
1. 掌握放大电路直流工作点的调整与测量方法；
2．掌握放大电路主要性能指标的测量方法；
3．了解直流工作点对放大电路动态特性的影响；
4．掌握射极负反馈电阻对放大电路特性的影响；
5．了解射极跟随器的基本特性。
二、实验电路
实验电路如图2.1所示。图中可变电阻R W是为调节晶体管静态工作点而设置的。
三、实验原理
1.静态工作点的估算
将基极偏置电路CC V ，1B R 和2B R 用戴维南定理等效成电压源。
开路电压CC B B B BB V R R R V 2
12
+=
，内阻
21//B B B R R R =
则
)
)(1(21E E B BEQ
BB BQ R R R V V I +++-=
β，
BQ CQ I I β=
CQ
E E C CC CEQ I R R R V V )(21++-≈
可见，静态工作点与电路元件参数及晶体管β均有关。
在实际工作中，一般是通过改变上偏置电阻R B1（调节电位器R W ）来调节静态工作点的。R W 调大，工作点降低（I CQ 减小），R W 调小，工作点升高（I CQ 增加）。
一般为方便起见，通过间接方法测量CQ I ，先测E V ，)/(21E E E EQ CQ R R V I I +=≈。
2.放大电路的电压增益与输入、输出电阻
be
L C u r R R )
//(β-=
A be
B B i r R R R ////21=
C O R R ≈
式中晶体管的输入电阻r be ＝r bb′＋（β＋1）V T /I EQ ≈ r bb′＋（β＋1）×26/I CQ （室温）。
3.放大电路电压增益的幅频特性
放大电路一般含有电抗元件，使得电路对不同频率的信号具有不同的放大能力，即电压增益是频率的函数。电压增益的大小与频率的函数关系即是幅频特性。一般用逐点法进行测量。测量时要保持输入信号幅度不变，改变信号的频率，逐点测量不同频率点的电压增益，以各点数据描绘出特性曲线。由曲线确定出放大电路的上、下限截止频率f H 、f L 和频带宽度BW ＝f H －f L 。
需要注意，测量放大电路的动态指标必须在输出波形不失真的条件下进行，因此输入信号不能太大，一般应使用示波器监视输出电压波形。
三、预习计算
1. 当时
由实验原理知计算结果如下：
可以解出
由此可以计算出该放大电路的输入电阻
输出电阻为
电压增益
2. 当时
由实验原理知计算结果如下：
利用回路的分压特性
可以解得
由此可以计算出该放大电路的输入电阻
输出电阻为
电压增益
3.当与并联时
时，可知
仍然成立，而此时：
四、仿真结果
搭建电路如下：
1.静态工作点的调整
用参数扫描找到静态时使的电阻
同时测得：如下：
用参数扫描找到静态时使的电阻如下图：
同时测得：如下：
总结数据如下：
2.工作点对放大电路动态特性的影响
当时，电路如下：
示波器显示如下：
故放大倍数
R11.0kΩ
测量输入电阻时电路如下：
XSC1
示波器显示如下：
故
测量输出电阻。当负载电阻接入时电路如下：
示波器显示如下：
当负载电阻不接入时，电路如下：
示波器显示如下：
故输出电阻
当时，电路如下：
示波器显示如下：
故放大倍数
测量输入电阻时电路如下：
XSC1
示波器显示如下：
故
测量输出电阻。当负载电阻接入时电路如下：
示波器结果如下：
当负载电阻不接入时，电路如下：
示波器显示如下：
故输出电阻
综上结果如下（表中电压均为最大值）：
3.幅频特性
由于隔直电容比较小，此处近似认为输入电压的幅值变化不大，仿真输出曲线与数据见附图，整理如下：
时的幅频特性曲线
时的幅频特性曲线
数据统计如下表：
五、实验内容与数据记录
1.利用学习机上的晶体管输出特性测出三极管的放大倍数
205
2. 调节，使、，测量的值。
3.情况下，测量放大电路的动态特性（电压增益、输入电阻、输出电阻）和幅频特性。
动态特性（电压均为有效值）：
幅频特性：
4.数据汇总与误差分析
由表格可以看出：
1.理论计算、仿真数据与实验数据较为接近，部分数据与理论值相差较大，主要是理论值对于晶体管设定为理想，与实际元件有所差别。
2.比较仿真与实际实验的频率响应可以看到下限截止频率可比，而上限截止频率差别较大，这应该与两个因素有关：第一，实验中所使用的晶体管不够理想，级间电容与仿真软件中元件差别较大；第二，实验中使用实际示波器，而仿真中采用的是理想示波器，示波器的电容对于上限截止频率造成影响。
但是静态电流增加时，上限截止频率变小，下限截止频率增加，频带变窄的特性仍然不变。
3.整体上看来，理论计算和仿真实验可以在一定范围符合实际情况，指导实际实验。
