1、肇慶學院 模擬電子技術基礎 實驗報告實驗二 晶體管共射極單管放大器班級： 姓名： 學號： 日期： 2015年11月28日 地點： 實驗大樓206室 課程名稱： 模擬電子技術基礎 指導老師： 同組學生姓名： 成績： 一、實驗目的1、 學會放大器靜態工作點的調試方法，分析靜態工作點對放大器性能的影響。2、 掌握放大器電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻及最大不失真輸出電壓的測試方法。3、 熟悉常用電子儀器及模擬電路實驗設備的使用。二、實驗設備與器件1、12V直流電源；2、函數信號發生器；3、雙蹤示波器；4、交流毫伏表 5、直流電壓表；6、直流毫安表；7、頻率計； 8、萬用電表；9、晶體三極管3DG6&

2、#215;1(50100)或9011×1（管腳排列如圖27所示）； 10、電阻器、電容器若干。三、實驗原理圖21為電阻分壓式工作點穩定單管放大器實驗電路圖。它的偏置電路采用RB1和RB2組成的分壓電路，并在發射極中接有電阻RE，以穩定放大器的靜態工作點。當在放大器的輸入端加入輸入信號ui后，在放大器的輸出端便可得到一個與ui相位相反，幅值被放大了的輸出信號u0，從而實現了電壓放大。圖21 共射極單管放大器實驗電路在圖21電路中，當流過偏置電阻RB1和RB2 的電流遠大于晶體管T 的 基極電流IB時（一般510倍），則它的靜態工作點可用下式估算 UCEUCCIC（RCRE）電壓放大倍數

3、 輸入電阻RiRB1 / RB2 / rbe輸出電阻 RORC由于電子器件性能的分散性比較大，因此在設計和制作晶體管放大電路時，離不開測量和調試技術。在設計前應測量所用元器件的參數，為電路設計提供必要的依據，在完成設計和裝配以后，還必須測量和調試放大器的靜態工作點和各項性能指標。一個優質放大器，必定是理論設計與實驗調整相結合的產物。因此，除了學習放大器的理論知識和設計方法外，還必須掌握必要的測量和調試技術。放大器的測量和調試一般包括：放大器靜態工作點的測量與調試，消除干擾與自激振蕩及放大器各項動態參數的測量與調試等。1、放大器靜態工作點的測量與調試1)靜態工作點的測量測量放大器的靜態工作點，應

4、在輸入信號ui0的情況下進行， 即將放大器輸入端與地端短接，然后選用量程合適的直流毫安表和直流電壓表，分別測量晶體管的集電極電流IC以及各電極對地的電位UB、UC和UE。一般實驗中，為了避免斷開集電極，所以采用測量電壓UE或UC，然后算出IC的方法，例如，只要測出UE，即可用算出IC（也可根據，由UC確定IC），同時也能算出UBEUBUE，UCEUCUE。為了減小誤差，提高測量精度，應選用內阻較高的直流電壓表。2)靜態工作點的調試 放大器靜態工作點的調試是指對管子集電極電流IC（或UCE）的調整與測試。靜態工作點是否合適，對放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點偏高，放大器在加入交流信號

5、以后易產生飽和失真，此時uO的負半周將被削底，如圖22(a)所示；如工作點偏低則易產生截止失真，即uO的正半周被縮頂（一般截止失真不如飽和失真明顯），如圖22(b)所示。這些情況都不符合不失真放大的要求。所以在選定工作點以后還必須進行動態調試，即在放大器的輸入端加入一定的輸入電壓ui，檢查輸出電壓uO的大小和波形是否滿足要求。如不滿足，則應調節靜態工作點的位置。 (a) (b)圖22 靜態工作點對uO波形失真的影響改變電路參數UCC、RC、RB（RB1、RB2）都會引起靜態工作點的變化，如圖23所示。但通常多采用調節偏置電阻RB2的方法來改變靜態工作點，如減小RB2，則可使靜態工作點提高等。圖

6、23 電路參數對靜態工作點的影響最后還要說明的是，上面所說的工作點“偏高”或“偏低”不是絕對的，應該是相對信號的幅度而言，如輸入信號幅度很小，即使工作點較高或較低也不一定會出現失真。所以確切地說，產生波形失真是信號幅度與靜態工作點設置配合不當所致。如需滿足較大信號幅度的要求，靜態工作點最好盡量靠近交流負載線的中點。2、放大器動態指標測試放大器動態指標包括電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真輸出電壓（動態范圍）和通頻帶等。1)電壓放大倍數AV的測量調整放大器到合適的靜態工作點，然后加入輸入電壓ui，在輸出電壓uO不失真的情況下，用交流毫伏表測出ui和uo的有效值Ui和UO，則 2)輸入電

7、阻Ri的測量為了測量放大器的輸入電阻，按圖24 電路在被測放大器的輸入端與信號源之間串入一已知電阻R，在放大器正常工作的情況下， 用交流毫伏表測出US和Ui，則根據輸入電阻的定義可得 圖24 輸入、輸出電阻測量電路測量時應注意下列幾點: 由于電阻R兩端沒有電路公共接地點，所以測量R兩端電壓 UR時必須分別測出US和Ui，然后按URUSUi求出UR值。 電阻R的值不宜取得過大或過小，以免產生較大的測量誤差，通常取R與Ri為同一數量級為好，本實驗可取R12K。3)輸出電阻R0的測量按圖2-4電路，在放大器正常工作條件下，測出輸出端不接負載 RL的輸出電壓UO和接入負載后的輸出電壓UL，根據 即可求

8、出 在測試中應注意，必須保持RL接入前后輸入信號的大小不變。4)最大不失真輸出電壓UOPP的測量（最大動態范圍）如上所述，為了得到最大動態范圍，應將靜態工作點調在交流負載線的中點。為此在放大器正常工作情況下，逐步增大輸入信號的幅度，并同時調節RW（改變靜態工作點），用示波器觀察uO，當輸出波形同時出現削底和縮頂現象（如圖25）時，說明靜態工作點已調在交流負載線的中點。然后反復調整輸入信號，使波形輸出幅度最大，且無明顯失真時，用交流毫伏表測出UO（有效值），則動態范圍等于。或用示波器直接讀出UOPP來。圖 25 靜態工作點正常，輸入信號太大引起的失真5)放大器幅頻特性的測量放大器的幅頻特性是指放

9、大器的電壓放大倍數AU與輸入信號頻率f 之間的關系曲線。單管阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線如圖26所示，Aum為中頻電壓放大倍數，通常規定電壓放大倍數隨頻率變化下降到中頻放大倍數的倍，即0.707Aum所對應的頻率分別稱為下限頻率fL和上限頻率fH，則通頻帶fBWfHfL放大器的幅率特性就是測量不同頻率信號時的電壓放大倍數AU。為此，可采用前述測AU的方法，每改變一個信號頻率，測量其相應的電壓放大倍數，測量時應注意取點要恰當，在低頻段與高頻段應多測幾點，在中頻段可以少測幾點。此外，在改變頻率時，要保持輸入信號的幅度不變，且輸出波形不得失真。6)干擾和自激振蕩的消除參考實驗附錄 3DG 9011

10、(NPN) 3CG 9012(PNP) 9013(NPN) 圖 26 幅頻特性曲線 圖27晶體三極管管腳排列四、實驗內容及數據記錄實驗電路如圖21所示。各電子儀器可按實驗一中圖11所示方式連接，為防止干擾，各儀器的公共端必須連在一起，同時信號源、交流毫伏表和示波器的引線應采用專用電纜線或屏蔽線，如使用屏蔽線，則屏蔽線的外包金屬網應接在公共接地端上。1、調試靜態工作點接通直流電源前，先將RW調至最大， 函數信號發生器輸出旋鈕旋至零。接通12V電源、函數信號發生器選正弦波輸出，頻率調節為1KHz、電路輸出Uo連接示波器CH1上。調節RW，使輸出放大波形到不失真為止， 用直流電壓表測量UB、UE、U

11、C及用萬用電表測量RB2值。記入表21。測量URC、RC即可算出IC。表2-1 ICUrcRc=5.97V2.4k=2.4875mA測 量 值計 算 值UB（V）UE（V）UC（V）RB2（K）UBE（V）UCE（V）Ic（mA） 3.422.726.0339.30.73.312.492、測量電壓放大倍數在實驗1的基礎上，測量放大器輸入電壓Ui，同時用示波器觀察放大器輸出電壓uO波形，在波形不失真的條件下用交流毫伏表測量下述三種情況下的UO值，并用雙蹤示波器觀察uO和ui的相位關系，記入表22。表22 Ic2.4875mA Ui234 mVRC（K）RL(K)Uo(V)AV觀察記錄一組uO和u

12、1波形2.44.5619.4871.21.365.8122.42.41.325.6413、觀察靜態工作點對電壓放大倍數的影響置RC2.4K，RL，Ui適量，調節RW，用示波器監視輸出電壓波形，在uO不失真的條件下，測量數組IC和UO值，記入表23。表23 RC2.4K RL Ui238mVIC(mA)0.92501.71252.48752.61252.7625UO(V)3.764.324.564.564.48AV15.7918.1519.1619.1618.82測量IC時，要先將信號源輸出旋鈕旋至零（即使Ui0）。4、觀察靜態工作點對輸出波形失真的影響在實驗1 的基礎上，置RC2.4K，RL2

13、.4K， ui0，測出UCE值，再逐步加大輸入信號，使輸出電壓u0 足夠大但不失真。 然后保持輸入信號不變，分別增大和減小RW，使波形出現失真，繪出u0的波形，并測出失真情況下的IC和UCE值，記入表24中。每次測IC和UCE 值時都要將信號源的輸出旋鈕旋至零。實驗波形圖如圖2-1、2-2、2-3。表24 RC2.4K RL Ui=246mVIC(mA)UCE(V)u0波形失真情況管子工作狀態0.64179.78截止失真，頂部失真截止區2.48753.99無放大區3.15000.87飽和失真飽和區 圖2-1 頂部失真圖2-2 不失真圖2-3 飽和失真5、測量最大不失真輸出電壓置RC2.4K，R

14、L2.4K，按照實驗原理2.4)中所述方法，同時調節輸入信號的幅度和電位器RW，用示波器和交流毫伏表測量UOPP及UO值，記入表25。 表25 RC2.4K RL2.4KIC(mA)Uim(mV)Uom(V)UOPP(V)2.675438.4062.77193.92五、實驗數據處理及總結1、 列表整理測量結果，并把實測的靜態工作點、之值與理論計算值比較（取一組數據進行比較），分析產生誤差原因。答：靜態工作點UBE（V）UCE（V） IC (mA)實測值0.73.312.49理論值0.73.532.72實測的靜態工作點與理論值基本一致，UCE實測值為3.31V，而理論值為3.53V、IC實測值為

15、2.49，理論值為2.72。產生誤差的原因主要有以下幾點：(1)實驗連線有一定的阻值導致誤差存在；(2)靜態工作點調試不準確，沒調到正確的靜態工作點。(3)溫度影響實驗器材的阻值；(4)信號不穩定，測量時信號過大導致靜態工作點失真；(5)在測量時沒有去掉輸入信號，導致測量存在誤差。2、討論靜態工作點變化對放大器輸出波形的影響。答：從實驗4可得出靜態工作點要選擇適合。若不適合的話，放大器輸出波形會失真。放大器的功能就是在不失真的情況下放大信號，失真了得放大信號是沒有意義的。具體來講：(1)靜態工作點在特性曲線的位置如果上升（變大），那么Q點會達到飽和區，會出現飽和失真，也就是正弦波信號上半部分會缺失；(2)靜態工作點在特性曲線的位置如果下降（變小），那么Q點會達到截止區，會出現截止失真，也就是正弦波信號下半部分會缺失。3、分析討論在調試過程中出現的問題。答：我