河海大学文天学院电子技术实验指导书模拟电子技术王飞2014.2实验一 晶体管单管放大电路一、实验目的1．学习放大电路静态工作点调试方法，分析静态工作点对放大电路性能的影响。
2．学习放大电路电压放大倍数及最大不失真输出电压的测量方法。
3．测量放大电路输入、输出电阻。
4．进一步熟悉各种电子仪器的使用。
二、实验原理图1－1为电阻分压式静态工作点稳定放大电路，它的偏置电路采用R B1 = R W1 + R 3和R B2 = R W2 + R 4组成的分压电路，并在发射级中接有电阻R E = R 6，用来稳定静态工作点。
当在放大电路输入端输入信号U i 后，在放大电路输出端便可得到与U i 相位相反、被放大了的输出信号U 0，实现了电压放大。
R 1和R 2组成输入信号的分压电路，其目的是防止输入信号过大，损坏三极管。
图1－1在电路中静态工作点为：CC B B B B U R R R U 212+=EEE BE B E R U R U U I =-=)(E C C CC CE R R I U U +-=动态参数： 电压放大倍数k 3.3//50==-==R R R R U U A C beLC i U γβ其中)mA ()mv (26)1(300E be I r β++=输入电阻：若开关合上，即R 7短接 be B B i r R R r ////21= 输出电阻：5R R r C o ==放大电路输入电阻测试方法：若输入信号源U S 经R 1 = 5.1k 与C 1串联后再接到三极管V 1的基极，测得U S 和'i U ，即可计算出1''R U U U r iS i i ⋅-= 输出电阻可用下式计算：L R U U r )1(0'00-= 其中'0U 为R L 未接入时（R L = ∞）U 0之值，U 0为接入R L 时U 0之值。
1．静态工作点的测试 1）静态工作点的测量放大电路的静态工作点是指在放大电路输入端不加输入信号U i 时，在电源电压V CC 作用下，三极管的基极电流I B ，集电极电流I C 以及集成极与发射极之间的电压U CE 等。
测量静态工作点时，应使放大电路输入信号U i = 0，即将信号源输出旋钮旋至零（通常需将放大电路输入端与地短接）。
然后测出I C ，或测出R E 两端电压，间接计算出I C 来，I B = I C / β, U BE , U CE 用数字式直流电压表进行测量，在测试中应注意：a) 测量电压U BE 、U CE 时，为防止引入干扰，应采用先测量B 、C 、E 对地的电位后进行计算，即：U BE = U B – U E U CE = U C – U Eb) 为了测量I B 、I C 和I E ，为了方便起见，一般先直接测量出U E 后，再由计算得到： EEE C R U I I == βCB I I =总之，为了测量静态工作点只需用直流电压表测出U C 、U B 、U E 即可推算出。
2）静态工作点的调试：放大电路的基本任务是在不失真的前提下，对输入信号进行放大，故设置放大电路静态工作点的原则是：保证输出波形不失真并使放大电路具有较高的电压放大倍数。
改变电路参数U CC 、R C 、R B 都将引起静态工作点的变化，通常以调节上偏置电阻取得一合适的静态工作点，如图1－1中调节R W1。
R B1减小将引起I C 增加，使工作点偏高，放大电路容易产生饱和失真，如图1－2－a 所示，U 0负半周被削顶。
当R B1增加，则I C 减小，使工作点偏低，放大电路容易产生截止失真，如图1－2－b 所示。
U 0正半周被缩顶。
适当调节R b1可得到合适的静态工作点。
图1－22．电压放大倍数的测量测量电压放大倍数的前提是放大电路输出波形不应失真，在测量时应同时观察输出电压波形。
在U 0不失真条件下分别测量输出电压U 0和输入电压U i 的值，则：iU U U A 0=。
电压放大倍数大小和静态工作点位置有关，因此在测量前应先调试好一定的静态工作点。
3．最大不失真输出电压的测量为了在动态时获得最大不失真输出电压，静态工作点应尽可能选在交流负载线中点，因此在上述调试静态工作点的基础上，应尽量加大U i ，同时适当调节偏置电阻R B1（R W1），若加大U i 先出现饱和失真，说明静态工作点太高，应将R B1增大，使I C 小下来，即静态工作点低下来。
若加大U i 时先出现截止失真，则说明静态工作点太低，应减小R B1使I C 增大。
直至当U i 增大时截止失真和饱和失真几乎同时出现，此时的静态工作点即在交流负载线中点。
这时，再慢慢减小U i ，当刚刚出现输出电压不失真时，此时的输出电压即为最大不失真输出。
四、实验步骤1．用图示仪测量所用管子的β值测量V CE = 6V, I C = 1mA 和I C = 3mA 时的β值。
β1 = 2．静态工作点测试：a) 将三极管V 1的信号输入端H 与地短接（即用一短线将H 端接地端连通）。
用线短接电位器R W2和电阻R 7。
连接R 6和C 2的上面两端。
b) 调节R W1，使I C = 2mA ，测U C 、U B 、U E 值计入表1－1中。
表1－1 β =3．电压放大倍数的测量a) 将H、K点用一短线接通，保持I C = 2mA，调节函数发生器，使其输出正弦波信号，频率为f = 1kHz，信号加在U S和接地端之间，逐渐加大输出信号幅度，使U i = 5mV，（注意：U i是H端对地的电压），同时用示波器观察输出信号U0的波形，在U0不失真情况下，测量下述二种情况下的U0值。
记入表1－2中（1）R C = 3.3k R L = ∞（2）R C = 3.3k R L = 2kΩb) 用示波器观察U i、U0间相位关系，描绘之。
4．静态工作点对电压放大倍数的影响使R L = ∞，U i = 5mV，用示波器监视U0波形，在U0不失真的范围内，测出数组I C和U0值。
记入表1－3。
5．最大不失真输出电压的测量使R L= ∞，尽量加大U i，同时调节R W1改变静态工作点，使U0波形同时出现削顶失真和缩顶失真，再稍许减小U i，使U0无明显失真，测量此时的U imax和U omx及I C值。
记入表1－4。
6．静态工作点对放大电路失真的影响取I C = 1.5mA，R L = ∞，调节U i，使之略小于U imax，此时U0波形不失真，测量U CE和I C值，并绘出U0波形，调节R W1，使I C减小，观察U0波形的变化，当U0波形出现失真后，绘出U0波形，然后将函数发生器输出信号幅度调节旋钮至零，测量此时的U C、U CE。
调节R W1，使I C增大，当U0波形产生失真后，绘出U0波形，然后将信号源输出旋钮旋至零，测量此时U CE、I C值，将上述结果记入表1－5。
7．输入电阻r i 的测量最简单的办法是采用如图1－3所示的串联电阻法，在放大电路与信号源之间串入一个已知阻值的电阻R S ，通过测出U S 和U i 的电压来求得r iS iS i i R U U U r ⋅-=''本实验中，用R 1代替R S ，断开H 、K 间短线其余同前面实验，函数发生器输出信号电压U S 加于U S 和接地端之间（见图2－1）其余同前面实验。
测得U S 、U i '，记入表1－6，度计算出r i 。
图1－3测试时注意U S 不应取得太大，以免晶体管工作在非线性区。
8．输出电阻r 0的测量测量输出电阻时的电路如图1－3－b 所示，测出放大电路输出电压在接入负载R L 时的值U 0和不接负载（R L = ∞）时的输出电压U 0'的变化来求得输出电阻。
具体方法是将图1－1又恢复原状，即H 、K 再次短接起来，函数发生器输出从U S 和地端输入，且将放大电路输入信号的频率调至1kHz ，幅度保持恒定（U i 约5mV ）的正弦电压，用双踪示波器监视输入，输出波形不失真的前提下，测得负载电阻R L 接入和不接入二种情况下放大电路的输出电压U 0和U 0'从而求得输出电阻L R U U r )1(0'00-=将测到的值记入表1－6，并计算出r 0。
实验二 晶体管多级放大电路一、实验目的1．掌握多级放大电路的电压放大倍数的测量方法。
2．测量多级放大电路的频率特性。
3．了解工作点对动态范围的影响。
二、实验原理实验电路如图2－1所示。
总的电压放大倍数21010201020U U i i A A U U U U U U A ⋅=⋅==图2－1本实验电路输入端加入了一个100151101.5513212≈+⨯=+R R R 的分压器，其目的是为了使交流毫伏表可在同一量程下测U S 和U 02，以减少因仪表不同量程带来的附加误差。
电阻R 1、R 2应选精密电阻，且R 2<< r i1。
接入C 7 = 6800pF 是为了使放大电路的f h 下降，便于用一般实验室仪器进行测量。
必须指出，当改变信号源频率时，其输出电压的大小略有变化，测放大电路幅频特性时，应予以注意。
名 称数 量 备 注 模拟（模数综合）电子技术实验箱 1 数字式直流电压、电流表1四、实验步骤1．实验一中已测了三极管V 1的β1的值，本实验中再测三极管V 2和V 3的β值，记入表2－1中。
2．调节工作点（1）按图3－1接线，图中H 、K 用线接起来，R W2两端用线短接，与R 7并联的小开关合上，连接R 6和C 2的上面两端，将V 1的集电极与C 4电容正极接通，就组成了图3－1的两级阻容耦合放大电路。
（2）调节R W1和R W3，使I E1 ≈ 1.3mA ，I E3 = 4.9mA （通过测量R 6、R 12上电压求得），将V 1、V 3的工作点记入表2－2。
表中：U B1、U E1、U C1分别代表三极管V 1的基极对地电位，发射极对地及集电极对地电位。
U B3、U E3、U C3分别代表三极管V 3的基极、发射极、集电极对地电位，I C1为V 1的集电极电流611R V I E C =；I C3的集电极电流1233R V I E C =。
3．测量放大倍数当输入信号U i 的频率f = 1KHz ，U i 的大小应使输出电压不失真，R L = 2k Ω时，测试各级放大倍数。
测得的数据填入表2－3。
但须注意，应在示波器监视输出波形不失真条件下，才能读取数据。
4．测量幅频特性保持U S = 100mV 的条件下，改变输入信号的频率，先找出本放大电路的f L 和f h ，然后测试多级放大电路的幅频特性。
测放大电路下限频率f L 和上限频率f h 的方法是：在测量放大倍数实验（3）中，已测出了中频段的电压放大倍数A u ，和此时放大电路的输出电压U 0 = U 02的值。
