实验二__BJT共射极电压放大电路的分析
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BJT的放大原理
图2
具体文字说明
依据BJT放大工作状态下电流安排关系aIE≈ IC,可组成一简洁放大电路,如图1。
放射结的外加电压vEB=VEE+DvI,由于外加电压的变化,将使放射极电变化DiE(如DiE=1mA),由于IC=aIE,所以IC也产生相应的变化DiC(当a=0.98时,DiC=0.98mA),DiC通过接在集电极上的负载电阻RL(1kW)上产生一个变化的电压Dvo (Dvo=DiCRL=0.98mA1kW=0.98V),则从RL得到的变化电压Dvo随时间的变化规律和DvI相同,但幅度却大了很多倍。
所增大的倍数称为电压增益,即
该电路的放射极作为信号输入端,以集电极作输出端,基极作为输入、输出回路的共同端,称为共基极电路。
依据bIB≈ IC电流安排关系可组成共射极电路如图2所示。
如在基极输入端加入一个待放大的信号DvI,这样,放射结电压vBE 就在原来VBB的基础上叠加了一个DvI后,使DiB按DvI的规律产生
相应的变化,DiC也将随之而变。
DiC在RL=1kW上得到电压变化Dvo=–DiCRL。
Dvo比DvI增大了很多倍。
该电路以基极为输入端,集电极为输出端,放射极作为输入、输出回路的共同端,称为共放射极电路。
读者可依据(1+b)IB=IC电流安排关系画出共集电极电路。
bjt共射放大电路BJT共射放大电路是一种常用的放大电路。
它采用双极型晶体管(BJT)作为放大器件,通过合适的偏置和负反馈来实现信号放大。
本文将介绍BJT共射放大电路的基本原理、特点、工作原理以及其在实际应用中的一些注意事项。
一、BJT共射放大电路的基本原理BJT共射放大电路是一种单级放大电路,其基本原理是将输入信号接在晶体管的基极上,输出信号从晶体管的集电极上取出。
通过合适的偏置和负反馈,将输入信号放大到需要的幅度,并输出到负载中。
二、BJT共射放大电路的特点1.电压放大倍数大:由于BJT晶体管能够提供大的β值(即电流放大倍数),因此在共射放大电路中,可以获得较大的电压放大倍数。
2.输入电阻低:共射放大电路的输入电阻主要由无源负载电阻和晶体管的输入电阻组成,通常输入电阻的数值较小,能够适应各种源的输出特性。
3.输出电阻高:由于BJT晶体管的输出电阻较高,因此共射放大电路能够驱动较大的负载电阻。
4.频率响应好:BJT晶体管的频率响应范围广,使得共射放大电路在高频场合中能够得到很好的放大效果。
三、BJT共射放大电路的工作原理BJT共射放大电路的工作原理可以分为静态工作点分析和动态分析两个方面。
1.静态工作点分析:在共射放大电路中,为了使晶体管正常工作,需要对其进行偏置设置,以确保处于放大区,同时避免饱和或截止状态。
通过选择适当的电阻分压网络和电源电压,可以使得输入电压能够提供合适的基极电压,使BJT晶体管处于放大区。
2.动态分析:在共射放大电路中,输入信号作为输入电压,接在晶体管的基极上。
当输入信号变化时,由于输入电容的存在,晶体管的电流也随之变化,进而影响到输出电压。
通过适当地选择偏置条件和输入电容的阻抗,可以实现对输入信号的有效放大,并利用输出电容,增加频率响应。
四、BJT共射放大电路的应用注意事项1.偏置稳定性:在设计共射放大电路时,需要保证偏置点的稳定性,使得晶体管能够始终处于放大区,避免过度饱和或过度截止。
《电子技术基础实验报告》实验名称:BJT共射极放大电路仿真组合1、实验名称:BJT共射极放大电路的Pspices实验仿真2、实验设计要求以及内容:对BJT共射极放大电路仿真分析。
包括静态工作点分析Bias point analysis(观测IB、IC、VBE、VCE的值)、瞬态分析Transient analysis(观测输入、输出电压波形,并计算电压增益Av)、交流分析AC sweep analysis(观测幅频响应曲线:中频增益、上限频率和下限频率,观测相频响应曲线,观测输入电阻的频率响应,观测输出电阻的频率响应)。
3、实验具体设计:创建工程项目文件、编辑电路原理图、设置仿真分析类型、生成网表Pspice/Create netlist 、仿真分析、查看仿真输出结果。
实验电路图如下所示。
4、输出仿真波形以及相关数据:4.1、静态工作点分析(Bias point analysis):静态工作点仿真数据如下:(电压单位:V、电流单位:A)Bf 80NAME Q_Q1 MODEL Q2N3904IB 2.52E-05 IC 1.82E-03VBE 6.80E-01 VBC -5.73E+00VCE 6.41E+004.2、瞬态分析(Transient analysis):(具体数据见报告最后)图像由上至下分别为输出电压Vout和输入电压Vin的波形。
电压增益Av=18.75。
4.3、交流分析(AC sweep analysis):(具体数据见报告最后)图像由上至下分别为P(Vout/Vin)和DB(Vout/Vin)的波形。
图像(Vin/ICB)(输入电阻)的波形。
图像为(Vout/IV1)(输出电阻)的波形。
图像为输出电压Vout的波形。
5、仿真结果分析:实验仿真数据与波形图与预期相符。
测量值与计算的理论值基本相同。
静态工作点分析中,实验设置三极管的β值为80。
仿真结果中得出结果Vbe=0.68V,Vce=6.41V, Vcb=5.73V,Ic=1.82mA。
BJT单管共射电压放大电路--实验报告【实验目的】1、掌握放大电路静态工作点的测量方法,并分析静态工作点对放大器性能的影响2、掌握放大电路动态性能,包括电压增益、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压以及幅频响应特性的测试方法。
3、熟练掌握常用电子仪器的使用【实验原理】1、BJT单管共射放大电路可以实现对输入交流信号的反相放大,放大倍数为Av=-β(Rc//RL)/rbe。
2、BJT单管共射放大电路静态工作点的计算:Vb=Vcc*Rb2/(Rb1+Rb2),Ic=Ve/Re,Vbe=Vb-Ve,Vce=Vc-Ve。
3、BJT单管共射放大电路静态工作点测量时需注意函数信号发生器不能接入放大电路输入端,且要用直流电压表测量。
4、输入电阻的测量方法见实验指导书,计算式为Ri=Rb1//Rb2//rbe,本实验计算中可取rbe大约为2.2千欧。
5、输出电阻的测量方法见实验指导书,计算式为Ro=Rc。
6、测量放大电路幅频响应特性的方法:要先调节信号源频率,使示波器显示输出信号幅度达到最大,并记录此时的Vo峰峰值。
然后将信号源频率按照表格所示从小到大调节,找到0.707倍的Vo峰峰值最大值对应的信号源频率fL和fH。
【实验设备】1、1个直流稳压电源2、1台函数信号发生器3、1台双踪示波器4、1个交流毫伏表5、1个万用电表6、1个晶体三极管90137、电阻器、电容器若干【实验内容】步骤1.按照图1-1连接电路,先不接函数信号发生器,只接通12V直流电源,将Rw从最大开始缓慢调小,同时用直流电压表测量三极管e级对地电压,当Ve=2V时,即此时Ic=Ie=2mA,测量并计算放大电路的静态工作点,并填写下表。
步骤1分析说明:计算值和其测量值在误差允许范围内相等。
而Ic可以通过测量电压Ve或Vc得出,Ic~Ie=Ve/Re。
步骤2.保持步骤1的Rw阻值不变(即静态工作点不变),将函数信号发生器输出调为1KHz,示波器上观察输出峰峰值为10mV的正弦波信号作为放大电路的输入信号Vi,在波形不失真的情况下用示波器观察下表所列三种条件下信号Vo的峰峰值,并计算放大电路的放大倍数Av,填写下表。
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 ()c L v beR R A r β-=, 输入电阻be b b i r R R R 21=,输出电阻o c R R =, 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U CEQ <0.5V ,说明三极管已饱和;如果测得U CEQ ≈V CC ,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R b 的大小。
减小R b ,工作点升高;增大R b ,工作点降低,从而使U CEQ 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v A 测量原理电压放大倍数的测量实质上是对输入电压u i 与输出电压u o 的有效值U i 和U o 的测量。
将所测出的U i 和U o 值代入下式,则得到的电压放大倍数为 ov iU A U =(2)输入电阻、输出电阻测量原理放大器的输入电阻i R 是向放大器输入端看进去的等效电阻,定义为输入电压i U 和输入电流i I 之比,即 ii iU R I =测量i R 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。
预习操作记录实验报告总评成绩《大学物理实验》课程实验报告学院:电子与信息工程学院专业:年级:实验人姓名(学号):参加人姓名:日期:2017年月日室温:相对湿度:实验一BJT单管共射电压放大电路一、实验目的1、掌握放大电路静态工作点的测试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响。
2、掌握放大电路动态性能(电压增益、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压以及幅频特性等) 的测试方法。
3、进一步熟练常用电子仪器的使用。
二、实验原理图1-1为射极偏置单管放大电路。
它由Rbl 和Rb2 组成分压电路,并在发射极中接有电阻Re,以稳定放大器的静态工作点。
当在放大电路的输入端加入输入信号Vi后,在放大电路的输出端便可得到一个与vi相位相反,幅值被放大了的输出信号vo,从而实现电压放大。
c o R R ≈在设计和制作放大电路前,应测量所用元器件的参数,为电路设计提供必要的依据,在完成设计和装配以后,还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。
实践表明,新安装的电路板,往往难于达到预期的效果。
这是因为在设计时,不可能周全地考虑到电子器件性能的分散性及元件值的误差、寄生参数等各种复杂的客观因素的影响等,此外,电路板安装中仍有可能存在没有被查出来的错误。
通过电路板的调整和测试,可发现利纠正设计方案的不足,并查出电路安装中的错误,然后采取措施加以纠正和改进,才能使之达到预定的技术要求。
一个优质放大器,必定是理论设计与实验调整相结合的产物。
放大电路的测前和调试一般包括:放大电路静态工作点的测量与调试,消除干扰与自激振荡及放大电路各项动态参数的测量与调试等。
放大电路的测量与调试1. 通电观察对于新安装好的线路板,在确认安装正确无误后,才可把经过准确测量的电源电压接人路,电源接入电路之后,也不应急于测量数据,而应先观察有无异常现象,这包括电源输出是否正常(有无短路现象)、电路中有无冒烟、有无异常气味以及元器件是否发烫等。