(完整版)三极管共射放大电路(模电实验)

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实验报告

课程名称:模拟电子技术基础实验 指导老师:张伟 成绩:__________________ 实验名称:三极管共射极放大电路 实验类型:直接测量型 同组学生姓名:__________ 一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析(必填) 七、讨论、心得

一.实验目的和要求

1、学习基本放大器的参数选取方法、安装与调试技术;

2、掌握放大器静态工作点的测量与调整方法,了解在不同偏置条件下静态工作点对放大器性能的影响;

3、学习放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及频率特性等指标的测试方法;

4、了解静态工作点与输出波形失真的关系,掌握最大不失真输出电压的测量方法;

5、进一步熟悉示波器、函数信号发生器、交流毫伏表的使用。

二.实验内容和原理

1、 静态工作点的调整和测量

2、 电压放大倍数的测量

3、 输入电阻和输出电阻的测量

4、 观察静态工作点对输出波形的影响

5、 放大电路上限频率fH 、下限频率fL 的测量

三极管共射极放大电路原理图:

三、主要仪器设备

1、稳压电源

2、信号发生器

3、晶体管毫伏表

4、示波器

5、放大电路板

专业:电气自动化 姓名:郑志豪

学号:3110101577 日期:2012/12/12 地点:东3-211 B5

四、操作方法和实验步骤

1. 静态工作点的调整和测量

1)按所设计的放大器的元件参数焊接电路,根据电路原理图仔细检查电路的完整性和焊接质量。

2)开启直流稳压电源,将直流稳压电源的输出调整到12V,并用万用表检测输出电压,确认后,关

闭直流稳压电源。

3)将放大器电路板的工作电源端与12V直流稳压电源接通。然后,开启直流稳压电源。此时,放大

器处于工作状态。

4)调节电位器RP,使电路满足设计要求(ICQ=1.5mA)。为方便起见,测量ICQ时,一般采用测

量电阻Rc两端的压降URc,然后根据ICQ =URc/Rc计算出ICQ 。

5)测量晶体管共射极放大电路的静态工作点,并将测量值与理论估算值记录在下表中。

注意事项:

①要充分考虑到万用表直流电压档内阻对被测电路的影响。

②如果测出UCEQ<0.5V,则说明三极管已经饱和;如果UCEQ≈+UC则说明三极管已经截止。

③晶体管若VBEQ >2V,估计该晶体管已被击穿。

2.电压放大倍数的测量

1)保持放大器的静态工作点不变,调节函数信号发生器,使其输出频率f=1kHz、幅度为10mV的

正弦波,并将它加到放大电路的输入端,作为信号源电压Us。不接输出负载电阻,即:RL=∞(开路)。放大电路的输出端接示波器,观察示波器所显示的输出电压Uo,当波形无失真现象时,用交流毫伏表分别测出Us、Ui、U’ o(RL=∞)的大小,将其值记录在下表中。然后根据公式算出电压放大倍数Au。

2)增大输入信号幅度,用示波器监视输出波形、交流毫伏表测出最大不失真输出电压Uomax,并记

录在下表中。

3)放大电路输出端接入负载电阻RL= 3KΩ,保持函数信号发生器输出频率f=1kHz、幅度为10mV

的正弦波不变,测出此时的输出电压Uo(RL= 3KΩ),将其值记录在下表中。然后根据公式计算电压放大倍数Au,并分析负载对放大电路电压放大倍数的影响。

4)增大输入信号幅度,用示波器监视输出波形、交流毫伏表测出最大不失真输出电压Uomax,并记

录在下表中。

5)用示波器双踪观察Uo和Ui的波形,测出它们的大小和相位。并将波形画在同一坐标纸上。

3. 输入电阻和输出电阻的测量

1) 输入电阻:放大电路的输入电阻Ri 可用电流电压法测量求得,调试电路如图所示。图中R 为已

知外接电阻,用交流毫伏表分别测出Us 和Ui ,然后根据下式可求得放大电路的输入电阻Ri ,即

2) .输出电阻:放大电路的输出电阻Ro 可通过测量放大电路输出端开路时的输出电压U’o ,带上负载

RL 后的输出电压Uo ,经计算求得,测试电路如图所示。

Us(mV) Ui(mV) R(Ω) Ri(

Ω

) Uo ’(V) Uo(V) RL(Ω) Ro(Ω) 6.6 3.6

5.1k

6.12k

1.6

0.6

2k

3.33k

4. 观察静态工作点对输出波形的影响

在ICQ =1.5mA ,RL=∞情况下,将频率为1KHz 的正弦信号加在放大器的输入端,增大输入信号幅度,监视输出电压Uo 仍保持不失真的正弦波。

a) 将电位器RP 的阻值调为最大,此时静态电流ICQ 下降,用示波器观察输出波形是否出现失真、

记录此时的波形,并测出相应的集电极静态电流 。若失真不够明显,可适当增大Us 。 U R5=7.04V I CQ =2.13mA

b) 将电位器RP 的阻值调为最小,此时静态电流ICQ 增大,观察输出波形失真的变化,记录此时的

波形,并测出相应的集电极静态电流 。

根据上述两种情况下所观察到的波形,说明集电极偏置电流的大小对放大电路输出动态范围的影响。 a) ICQ ↑,Uo 出现饱和失真; b) ICQ ↓,Uo 出现截止失真;

c) ICQ 正常,具有较大的加大输入信号不失真。

图: 放大电路输入电阻的测量

5. 放大电路上限频率f H 、下限频率f L 的测量

放大电路的通频带:通常当电压增益下降到中频增益0.707倍时(按功率分贝数即下降3dB)所对应的上下限频率用 f H 和 f L 表示,如图所示,则f H 与f L 之间的范围就称为放大电路的通频带宽度B W 。即B W = f H -f L 。

测量方法:在ICQ =1.5mA ,RL=∞情况下,将频率为1KHz 的正弦信号加在放大器的输入端,增大输入信号幅度,监视输出电压Uo 仍保持不失真的正弦波。 用交流毫伏表测出此时输出电压值Uo ;保持信号源输出信号幅度不变,改变信号源输出频率(增加或减小) ,当交流毫伏表测数的输出电压值达到Uo ×0.707值时,停止信号源频率的改变,此时信号源所对应的输出频率即为上限频率f H 或下限频率f L 。

Uo(V)

f H (Hz) f L (Hz) 1.10

143.9k

55

五、思考题

1. 在测试放大器的各项参数时,为什么要用示波器监视输出波形不失真?

答:测试各项参数必须在放大器正常工作的基础上进行的,因此要保证放大电路不出现失真,示波器观察简易可行,确保测得的各项参数有意义。

2. 在测试Au 、Ri 和Ro 时,怎样选择输入信号Ui 的大小和频率?

答:应该选择中频信号作为输入信号,幅频特性的变化较为平坦,信号大小不使电路出现失真,实际操作中一般取1KHz 正弦波作为输入信号,信号大小一般取峰峰值10-20mV 。

频率特性曲线图