实验3 电压负反馈偏置电路

共射放大电路静态工作点的稳定性分析作者：李新来源：《硅谷》2014年第10期摘要阐述了放大电路的静态工作点及对电路的影响，并对几种共射放大电路的稳定性进行了分析。

关键词共射放大电路；静态工作点；稳定性；分析中图分类号：TN721 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）10-0051-02放大电路的很多技术指标都与静态工作点相关，静态工作点不仅影响波形失真，而且也影响电压增益。

所以要想使放大电路工作在放大区，且具有较好的性能，必须设置合适的静态工作点。

但不同的偏置电路，静态工作点的稳定性不同，因此要根据具体情况选择合适的电路。

1 放大电路的静态工作点及对电路的影响1.1 放大电路的静态工作点放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。

[1]静态时，在直流电源的作用下，基极回路和集电极回路会存在一组直流量：IB、IC、UBE、UCE，这些直流量分别在三极管的输入、输出特性曲线上对应一个点，称为静态工作点。

静态工作点对应的各量分别用IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ表示。

1.2 静态工作点对电路的影响静态工作点的位置合适时，放大电路工作在正常放大状态；如果静态工作点过低，在输入信号的负半周，静态工作点容易进入截止区，出现截止失真；如果静态工作点过高，在输入信号的正半周，静态工作点容易进入饱和区，产生饱和失真。

静态工作点不仅影响波形失真，而且对电路的放大倍数也有很大影响。

影响放大电路静态工作点的因素很多，如电源波动、偏置电阻的变化、管子的更换、元件的老化等，[2]三极管对温度非常敏感，因此在所有因素中，温度对静态工作点的影响最大。

要想使放大电路工作在正常放大状态，不出现失真，且具有较好的性能，电路必须有合适的稳定的静态工作点。

2 几种共射放大电路稳定性分析2.1 固定偏置放大电路1）基本固定偏置放大电路。

基本固定偏置放大电路如图1所示。

该电路中C1、C2为耦合电容，Rb为基极偏置电阻，电源UCC同时给发射结和集电结提供合适的偏置电压，当UCC和Rb固定时，晶体管的静态工作点就固定，故这种电路称为固定偏置电路。

实验二 由分立元件构成的负反馈放大电路一、实验目的1．了解N 沟道结型场效应管的特性和工作原理； 2．熟悉两级放大电路的设计和调试方法； 3．理解负反馈对放大电路性能的影响。

二、实验任务设计和实现一个由N 沟道结型场效应管和NPN 型晶体管组成的两级负反馈放大电路。

结型场效应管的型号是2N5486，晶体管的型号是9011。

三、实验内容1. 基本要求：利用两级放大电路构成电压并联负反馈放大电路。

（1）静态和动态参数要求1）放大电路的静态电流I DQ 和I CQ 均约为2mA ；结型场效应管的管压降U GDQ < - 4V ，晶体管的管压降U CEQ = 2～3V ；2）开环时，两级放大电路的输入电阻要大于90kΩ，以反馈电阻作为负载时的电压放大倍数的数值 ≥ 120；3）闭环电压放大倍数为10so sf -≈=U U A u 。

（2）参考电路1）电压并联负反馈放大电路方框图如图1所示，R 模拟信号源的内阻；R f 为反馈电阻，取值为100 kΩ。

图1 电压并联负反馈放大电路方框图2）两级放大电路的参考电路如图2所示。

图中R g3选择910kΩ，R g1、R g2应大于100kΩ；C 1～C 3容量为10μF ，C e 容量为47μF 。

考虑到引入电压负反馈后反馈网络的负载效应，应在放大电路的输入端和输出端分别并联反馈电阻R f ，见图2，理由详见“五 附录－2”。

图2 两级放大电路实验时也可以采用其它电路形式构成两级放大电路。

3.3k Ω（3）实验方法与步骤 1）两级放大电路的调试a. 电路图：（具体参数已标明）¸b. 静态工作点的调试实验方法：用数字万用表进行测量相应的静态工作点，基本的直流电路原理。

第一级电路：调整电阻参数， 4.2s R k ≈Ω，使得静态工作点满足：I DQ 约为2mA ，U GDQ< - 4V 。

记录并计算电路参数及静态工作点的相关数据（I DQ ，U GSQ ，U A ，U S 、U GDQ ）。

第3章模拟电子技术基础实验3.1 晶体管特性曲线的测试一、实验目的1．掌握使用万用表判别晶体管的电极和性能的好坏。

2．学会使用晶体管特性图示仪来测量二极管和三极管的特性曲线。

二、实验元器件及仪器1．元器件三极管3DG6、3DJ6F、BS170各几个2．仪器数字万用表，BJ-4814型晶体管特性图示仪三、实验原理1．半导体二极管二极管的内部结构是一个PN结，具有单向导电性能，其正向电阻小，反向电阻大，在其两端加正向电压时，二极管导通，加反向电压时，二极管截止。

二极管导通以后两端的正偏电压称为二极管的管压降。

一般硅管的管压降为0.6～0.8V，锗管的管压降为0.2～0.3V。

用指针式万用表的欧姆挡或数字万用表的“”档，可判别二极管极性及检验其质量的优劣。

二极管极性判别：测试过程中，关键是要清楚所用万用表的两个表笔对应电池的电压极性。

若使用的是指针式万用表，则黑表笔接的是表内电池的正极（插入“-”孔中），红表笔接的是负极（插入“+”孔中）。

若使用的是数字万用表则相反，红表笔（插入V/Ω孔）是正极，黑表笔（插入COM孔）是负极。

数字万用表不能用电阻档来测量二极管，而要用“”档测量。

如果数字万用表的读数为0.6～0.8V（硅管），或0.2～0.3V（锗管），则与红表笔相接的是二极管的正极，与黑表笔相接的是万用表的负极；若万用表读数最高位显示1（即超量程），则二极管处于反向状态，即与红表笔相接的是二极管的负极，与黑表笔相接的是万用表的正极。

若二极管正向、反向测量，万用表读数最高位均显示1（即超量程）则表明二极管的内部断路。

2．晶体三极管三极管具有信号放大的作用，它由两个PN结组成，分为PNP型和NPN型两种结构，如图3.1.1所示。

三极管的e、b、c字母，分别代表发射极、基极、集电极，由晶体管内部载流子的运动规律决定，只有当发射结处正向偏置，集电结反向偏置三极管才有电流放大作用。

用万用表判断晶体三极管的类型及三个电极的方法如下：（1）三颠倒，找基极测试三极管要使用万用电表的欧姆挡，并选择R×100或R×1k挡位。

负反馈放大器实验一、实验目的1.加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项性能指标的影响。

2.进一步熟悉放大器性能指标的测量方法。

二、实验原理负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用,虽然它使放大器的放大倍数降低，但能在多方面改善放大器的动态指标，如稳定放大倍数，改变输入、输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带等。

因此，几乎所有的实用放大器都带有负反馈。

负反馈放大器有四种组态，即电压串联，电压并联，电流串联，电流并联。

本实验以电压串联负反馈为例，分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。

1.图1-25为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过R f 把输出电压u o 引回到输入端，加在晶体管T 1的发射极上，在发射极电阻R F1上形成反馈电压u f 。

根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。

主要性能指标如下（1） 闭环电压放大倍数VV VVf F A 1A A +=其中 A V ＝U O ／U i — 基本放大器（无反馈）的电压放大倍数，即开环电压放大倍数。

1＋A V F V — 反馈深度，它的大小决定了负反馈对放大器性能改善的程度。

图1-25 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器（2）反馈系数F1f F1V R R R F +=（3）输入电阻R if ＝（1＋A V F V ）R iR i — 基本放大器的输入电阻（4）输出电阻VVO OOf F A 1R R +=R O — 基本放大器的输出电阻A VO — 基本放大器R L ＝∞时的电压放大倍数 2.本实验还需要测量基本放大器的动态参数，怎样实现无反馈而得到基本放大器呢？不能简单地断开反馈支路，而是要去掉反馈作用，但又要把反馈网络的影响（负载效应）考虑到基本放大器中去。

为此：（1） 在画基本放大器的输入回路时，因为是电压负反馈，所以可将负反馈放大器的输出端交流短路，即令u O ＝0，此时 R f 相当于并联在R F1上。

（2） 在画基本放大器的输出回路时，由于输入端是串联负反馈，因此需将反馈放大器的输入端（T 1 管的射极）开路，此时（R f ＋R F1）相当于并接在输出端。