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ICQ=1mA时
由实验原理知计算结果如下：
IEQ=β+1βICQ=1mA
IBQ=1βICQ=4.878μA
UCQ=VCC-ICQ×RC=8.7V
UEQ=IEQ×RE=1×1.2=1.2V
UCEQ=UCQ-UEQ=8.7-1.2=7.5V
rbe=rbb'+1+βUTIEQ=650+206×261=6.006kΩ
UBQ=UEQ+0.7=1.9V
VCC-UBQRw+Rb1=IBQ+UBQRb2
可以解出Rw=40.78kΩ
由此可以计算出该放大电路的输入电阻Ri=Rw+Rb1∥Rb2∥rbe=4.06kΩ
输出电阻为Ro≈RC=3.3kΩ
电压增益Au=UoUi=-βRC∥RLrbe=-68.39
2. 当ICQ=2mA时
由实验原理知计算结果如下：
IEQ=β+1βICQ=2mA
IBQ=1βICQ=9.76μA
UCQ=VCC-ICQ×RC=5.4V
UEQ=IEQ×RE=2×1.2=2.4V
UCEQ=UCQ-UEQ=5.4-2.4=3V
rbe=rbb'+1+βUTIEQ=650+206×262=3.328kΩ
UBQ=UEQ+0.7=3.1V
利用回路的分压特性UBQ≈Rb2Rw+Rb1+Rb2×VCC
可以解得Rw=5.12kΩ
由此可以计算出该放大电路的输入电阻Ri=Rw+Rb1∥Rb2∥rbe=2.5kΩ
输出电阻为Ro≈RC=3.3kΩ
电压增益Au=UoUi=-βRC∥RLrbe=-123.4
3.当CE与RE2并联时
ICQ=1mA时，可知Rw=40.78kΩ仍然成立，而此时：Au=U0Ui=-βRC∥RL rbe＋β＋1RE1=-8.7
Ri=Rw+Rb1∥Rb2∥rbe+β＋1RE1=9.91 kΩ
Ro≈RC=3.3kΩ
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ICQ=1mA的电阻Rw=38.9kΩ
同时测得：UCQ=8.7V UEQ=1.2V UCEQ=UCQ-UEQ=7.5V 如下：
用参数扫描找到静态时使ICQ=2mA的电阻Rw=3.83kΩ如下图：
同时测得：UCQ=5.4V UEQ=2.4V UCEQ=UCQ-UEQ=3V 如下：
总结数据如下：
ICQ Rw/kΩUCQ/V UEQ/V UCEQ/V
1mA38.98.6945 1.20777.4869
2mA 3.83 5.400 2.412 2.9877 2.工作点对放大电路动态特性的影响
当ICQ=1mA 时，电路如下：
示波器显示如下：
故放大倍数Au=-480.5097.069=-68.0
Rb2
15.0kΩ
R
36.0kΩ
Rw 38.9kΩRc 3.3kΩRe1200ΩRe21kΩ
C110µF C210µF
Ce 47µF
Q1
MRF9011L*23V25mVrms 1kHz 0°
VCC
12V R11.0kΩ
A B
Ext Trig
+
+
_
_
+
_
7
8
