共射极基本放大电路

实验一 共射极基本放大电路

一、 实验目的

1、掌握放大器静态工作点的调试及其对放大性能的影响。

2、学习测量放大器Q点，Av，ri，r0的方法，了解共射级电路特性。

二、实验环境

1、Electronics Workbench5.12软件

2、器件： 有极性电容 滑动变阻器 三极管 信号发生器 直流电源 示波器

三、 实验内容

图1.1为一共射极基本放大电路，按图连接好电路

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图1.1 共射极基本放大电路

1、静态分析

选择分析菜单中的直流工作点分析选项（Analysis/DC operating Point），电路静态分析结果如图1.2所示，分析结果表明晶体管Q1工作在放大电路。

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图1.2 共射极基本放大器的静态工作点

2、动态分析

用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号Vi（幅值为5mV，频率为10KHz）用示波器可观察输入、输出信号如图1.3所示，图中VA表示输入电压（电路中的节点4）VB为输出电压（电路中的节点5），由图波形图可观察到电路的输入、输出电压信号反相位关系。

图1.3共射极放大电路的输入、输出波形

由上图可得：

放大器的放大倍数：Av=801.54mv/4.97mv=161.3

理论计算：rbe=300+(1+β)×26mv/IE=300+26mv/IBQ=300+26mv/0.0226mA=1450Ω

Av=-βRL′/ rbe= 250×1000Ω/1450Ω=172.4

(其中RL′为RL与Rc的并联值，β的值约为250)

实验结果与理论值基本相符

3、频率响应分析

选择分析菜单中的交流频率分析项（Analysis/AC Frequency Analysis）,在交流频率分析参数设置对话框中设定：扫描起始频率为1Hz，终止频率为1GHz，扫描形式为十进制，纵向刻度为线性，节点5做输出节点。分析结果如图2.4所示。

图1.3 共射极基本放大电路的频率响应

共射极基本放大电路分析

教学内容分析：§2-2共发射极低频电压放大电路的分析中的“近似估算法”：近似估算静态工作点、电压放大倍数。

教学对象及分析： 1、基础知识：学生已基本掌握了共发射极低频电压放大电路授课班级 08电工 任课教师

授课日期 09 9 16 课程名称 电子技术

授课节次 1、2 缺课学生 无 参评组别：B组

专业分类：电工电子

课程名称：电子技术基础 2009年全国技工教育和职业培训

优秀教研成果评选活动参评教案 2 组成及工作原理。

2、分析与理解能力：由于放大电路的工作原理比较抽象，学生对此理解不够深刻，并且动手调试电子电路的能力有待提高。所以本次课堂将结合共发射极低频电压放大电路演示测试方式调动学生的主动性和积极性。

教学目的： 1、了解、掌握放大电路的分析方法：近似估算法；

2、培养学生分析问题的能力。

3、培养学生耐心调试的科学精神。

教学方法：演示法、启发法、讲练结合法

教具准备：分压式偏置放大电路实验板、示波器、万用表。

教学重点： 1、共射极放大电路的静态工作点的估算；

2、放大器的电压放大倍数的估算。

教学难点： 静态工作点的估算。

教学过程：

一、复习及新课引入：

1、复习旧知识：（1）放大电路的工作原理。

（提问：简述共发射极放大电路的工作原理。）

（2）基本放大电路的工作状态分：静态和动态。

（3）静态工作点的设置。

（提问：设置静态工作点的目的是什么？）

2、启发、提出问题：（1）放大电路设置静态工作点的目的是为了避免产生非线性失真，那么如何设置静态工作点才能避免非线性失真呢？

（2）放大器的主要功能是放大信号，那怎样计算放大器的放大能力呢？

引入新课题：必须学习如何分析放大电路。

新课教学：

教学内容及过程

教学程教学内容

教师活学生活动 3 序 动

复习引入 1、复习旧知识：

（1）放大电路的工作原理。

基本共射极放大电路电路分析

基本共射放大电路

1.放大电路概念：基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。

a.放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。

b.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。

2.电路组成:(1)三极管T;

(2)VCC：为JC提供反偏电压，一般几~几十伏;

(3)RC：将IC的变化转换为Vo的变化，一般几K~几十K。

VCE=VCC-ICRC RC，VCC同属集电极回路。

(4)VBB：为发射结提供正偏。

(6)Cb1，Cb2：耦合电容或隔直电容，其作用是通交流隔直流。

(7)Vi：输入信号

(8)Vo：输出信号

(9)公共地或共同端，电路中每一点的电位实际上都是该点与公 共端之间的电位差。图中各电压的极性是参考极性，电流的

参考方向如图所示。

3.共射电路放大原理

4.放大电路的主要技术指标

放大倍数／输入电阻Ri／输出电阻Ro／通频带

(1)放大倍数

(2)输入电阻Ri

(3)输出电阻Ro

(4)通频带

问题1：放大电路的输出电阻小，对放大电路输出电压的稳定性是否有利？

问题2：有一个放大电路的输入信号的频率成分为100Hz~10kHz，那么放大电路的通频带应如何选择？如果放大电路的通频带比输入信号的频带窄，那么输出信号将发生什么变化？

放大电路的图解分析法

1.直流通路与交流通路

静态：只考虑直流信号，即Vi=0，各点电位不变（直流工作状态）。

动态：只考虑交流信号，即Vi不为0，各点电位变化（交流工作状态）。

单管共发射极放大电路和工作原理

假设电路中的参数及三极管的特性能够保证三极管工作在放大区。此时，如果在放大电路的输入端加上一个微小的输入电压变化量△uI，则三极管基极与发射极之间的电压也将随之发生变化，产生△uBE。因三极管的发射结处于正向偏置状态，故当发射结电压发生变化时，将引起基极电流产生相应的变化，得到△uB。由于三极管工作在放大区，具有电流放大作用，因此，基极电流的变化将引起集电极电流发生更大的变化，即△iC等于△iB的β倍。这个集电极电流的变化量流过集电极负载电阻RC，使集电极电压也发生相应的变化。由上图可见，当iC增大时，RC上的电压降也增大，于是UCE将降低，因为RC上的电压与UCE之和等于VCC，而这个集电极直流电源是恒定不变的，所以UCE的变化量△uCE与△iC在RC上产生的电压变化量数值相等而极性相反，即△uCE＝－△iCRC。在本电路中，集电极电压UCE即等于输出电压uO，故△uO＝△uCE。

综上可知，当输入电压有一个变化量△uI时，在电路中将依次产生以下各个电压或电流的变化量：△uBE，△iB，△iC，△uCE和△uO。当电路参数满足一定条件时，可能使输出电压的变化量△uO比输入电压的变化量△uI大得多，也就是说，当在放大电路的输入端加上一个微小的变化量△uI时，在输出端将得到一个放大了的变化量△uO，从而实现了放大作用。

从以上的分析可知，组成放大电路时必须遵循以下几个原则：

首先，外加直流电源的极性必须使三极管的发射结正向篇置，而集电结反抽偏置，以保证三极管工作在放大区。此时，若基极电流有一个微小的变化量△iB，将控制集电极电流产生一个较大的变化量△iC，二者之间的关系为△iC＝β△iB。

其次，输入回路的接法应该使输入电压的变化量△uI能够传送到三极管的基极回路，并使基极电流产生相应的变化量△iB。

第三，输出回路的接法应使集电极电流的变化量△iC能够转化为集民极电压的变化量△uCE，并传送到放大电路的输出端。 只要符合上述几项原则，即使电路的形式有所变化，仍然能够实现放大作用。