共射极放大电路实验报告
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1 学号 姓名
实验项目 实验二 共发射极放大电路
实验时间 3 月 17 日 星期 四
报告成绩
一、实验目的
1.掌握放大电路静态工作点的测量和调试方法;
2.掌握放大电路交流放大倍数、输入电阻、输出电阻的测量方法;
3.研究静态工作点对输出波形的影响和负载对放大倍数的影响;
二、实验原理
共发射极电路是放大电路三种基本组态之一,放大电路处于线性工作状态的必要条件是设置合适的静态工作点Q,工作点的设置直接影响放大器的性能。若Q点选得太高,会引起饱和失真;若选得太低,会产生截止失真。
本实验采用基极分压式偏置电路,各指标的表达式为:
电压放大倍数 ()cLvbeRRAr, 输入电阻bebbirRRR21,
输出电阻ocRR,
实验电路图如下:
图5-1 实验电路
1.静态工作点测试原理
实验中,如果测得UCEQ<0.5V,说明三极管已饱和;如果测得UCEQ≈VCC,则说明三极管已截止。工作点偏高或者偏低,都会引起波形失真,如图5-2所示。对于线性放大电路,这两种工作点都是不可取的,必须进行参数调整。一般情况下,调整静态工作点,就是调整电路中的偏置电阻Rb的大小。减小Rb,工作点升高;增大Rb,工作点降低,从而使UCEQ达到合适的值。为了获得最大不失真输出电压,静态工作点应选在输出特性曲线上交流负载2 线的中点。
图5-2 静态工作点设置不当引起的失真波形
2. 动态指标测试原理
放大器的动态指标的测试是在有合适的静态工作点时,保证放大电路处于线性工作状态下进行的。动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等
(1)电压放大倍数vA测量原理
电压放大倍数的测量实质上是对输入电压ui与输出电压uo的有效值Ui和Uo的测量。将所测出的Ui和Uo值代入下式,则得到的电压放大倍数为 oviUAU
(2)输入电阻、输出电阻测量原理
放大器的输入电阻iR是向放大器输入端看进去的等效电阻,定义为输入电压iU和输入电流iI之比,即 iiiURI
测量iR的方法很多,本实验采用的测量方法称为换算法,测量电路如图5-3所示。在信号源与放大器之间串入一个已知电阻R,只要分别测出sU和iU,则输入电阻为
RUUURUUIURisiRiiii
图5-3 换算法测量Ri的原理图
放大器的输出电阻是将输入电压源短路时从输出端向放大器看进去的等效内阻。和测量3
iR一样,仍用换算法测量oR,测量电路如图5-4所示。
图5-4 换算法测量oR的原理图
在输入端加入一个电压信号,分别测量负载LR断开和接上时输出电压oU和LU,就可按下式求得输出电阻: 00(1)LLURRU
三、实验内容
1.静态工作点的测量与调整
(1)按图5-5搭建直流通路的仿真电路。
图5-5 共射放大电路直流通路
(2)调整电位器Rp使三极管集电极电位VC ≈6V.用万用表测量出BJT各极对地电压,将结果填入表5-1。
2.动态指标测量
(1)在图5-5的基础上,按图5-1继续搭建仿真电路,负载电阻取5.1KΩ。
(2)将交流信号(频率f=1KHz)接到放大电路的输入端,调节sU的大小,使iU=15mV左右。
(3)用毫伏表测量输入信号US ,不接LR时的输出电压Uo和接入RL时输出电压UL值,填表5-2。
(4)计算Au=U0/Ui和Aul=UL/Ui,,输入电阻Ri,输出电阻Ro,完成表5-2的填写。 4
3.观察由于静态工作点选择不合理而引起输出波形的失真。
在电路图5-1中,调整Us,使Ui=100mV 左右。
(1)将Rp的阻值调至最大,观察输出波形是否出现截止失真?在表5-3中描下此时的波形(若波形失真不够明显,可适当加大Us)。
(2)将Rp的阻值减小,观察输出波形是否出现饱和失真?在表5-3中描下此时的波形。
四、实验数据图表
表5-1 静态工作点测量数据
实测 计算
UC (V) UB (V) UE(V) UCE (V) UBE (V)
5.93 2.71 2.13 3.86 0.576
表5-2 动态指标测量数据
实测 计算
US(mV) Ui(mV) UO(V) UL(V) A u o A u l 输入电阻
(kΩ) 输出电阻
(kΩ)
18.0 15.0 1.66 1.53 111 102 12000 433
5
表5-3 输出失真波形图
工作状态 输出波形 6
饱和
截止
五、报告要求
1. 完成实验报告,开学以班级为单位上交;
2. 所有仿真电路以及测试数据截图并粘贴在实验报告上;
3. 完成 “学习通”上的作业题。