模电实验

模拟电子技术实验讲稿

实验二 晶体管单管放大器 一、实验目的 1、掌握放大电路静态工作点的测量和调整方法及其对放大电路性能的影响。 2、学习放大器放大倍数的测量方法，了解负载电阻对放大器的影响。 3、进一步学习示波器、信号发生器、晶体管毫伏表的使用方法。 二、实验原理 对电压放大器的基本要求是：有足够的放大倍数，波形失真要小。放大器工作时，晶体管必须工作在放大区范围内。如果静态工作点选择不当，或输入信号过大，都会引起输出信号非线性失真，甚至会产生明显的饱和失真或截止失真。 初步选择静态工作点时，可以选取直流负载线的中点，即 VCE=VCC?1?1?I?VCC或IC?ICS?CS?，2?R2C??这样可获得最大输出动态范围。最大电压动态范围用输出电压幅值Vom表示，如图2．1所示。当放大器输出端接负载电阻RL 时，其交流负载线比直流负载线陡。这时，放大器的电压动态范围就要减小。当有射极电阻时，也使动态范围减小。 ic Ic(mA)M 交流负载线Q 0 t 0 0 直流负载线 WVCE (V) υomυce 图2．1从最优动态范围选择静态工作 为了获得适当的静态工作点，需要通过调试来确定。一般采用改变偏置电阻Rb的方法来调节静态工作点。当输入信号较小时，在保证输出信号波形不失真的情况下，常选取较低的静态工作点，以降低放大器的噪声。 本实验采用具有较高稳定性能的分压式电流负反馈偏置电路如图2．2所示。 第 1 页 ，共 15 页

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RＣ VCC(+12V)。 Rb 1R533K RP1 680KRP222K1R7 5K11R8 2K 。。。。S2 ICIBC 1V1BE1C2+ 10 μF。+ Vi1C1 + 10 μFI1。+ S3RLVoI2 1R9 100 1R101K8 +1C4 F10 μ。。。1R115K11R12 2K21R624K。 -。 -

图2．2 晶体管单管放大器 图中基极电压由Rb （由RP1 和1R5 组成）和1R6分压供给。为防止RP1在调节时造成IB 过大，在Rb中包含一个33KΩ 的固定电阻。反馈电阻1R9、1R10 串联在发射极电路中起稳定静态工作点的作用。1C4 为交流旁路电容，放大后的交流信号通过耦合（隔直）电容1C2输出。 静态工作点： VCEQ≈VCC-ICQ(RC+1R9+1R10) 电压放大倍数： Av=VOR//RL =-βCVirber 其 中： be=300+?1+β?26?mV?IE?mA?

三、实验仪器

1、DF1641信号发生器 一台 2、XJ4328 双踪示波器 一台 3、DF2172B 毫伏表 一台 4、TPE—A3实验箱 一台 5、DT9205数字万用表 一块 四、实验内容及步骤 1、静态测量与调整 （1）、按图2.2接线，其中RＣ（1R7）=5K1（S2 闭合），输出开路（S3断开）。

（2）、将输入对地短路（Vi=0），调节RP1 使VCE =6.00V，测量I1 、I2、 IC、VBE，计算IB= I1—I2 和电流放大系数β。将结果记录于表2.1中。 2、动态研究

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（1）、测量小信号时的电压放大倍数

断开输入短路点，在输入端接入Vi=50mV、f=1KHz 的正弦信号，用示波器观察输入、输出波形，比较其相位，在输出不失真的情况下，用毫伏表测量输出电压Vo，并记录在表2．2中。 (2)、观察负载电阻对放大倍数的影响

维持上述静态工作点和输入信号电压不变，在负载电阻分别为RL=5K1（1R11） 及RL=2K2(1R12) 的情况下分别测量输出电压Vo，将结果记录于表2．2中。 3、观察静态工作点对放大器的影响 (1)、偏置电阻的影响

①输入信号仍为Vi=50 mV、f=1KHz ,在RL=∞ 的情况下且RP1适中时，测量IC、VCE、Vo并记录其波形。

②调节Rp1 改变静态工作点。增大Rp1使VCE＞10和减少Rp使VCE＜2V可观察到截止失真和饱和失真，分别测量IC 、VCE、Vo，并记录输出电压波形，与Rp1 适中时的情况比较，将结果记录于表2．3中。

*(2)、集电极电阻的影响

①保持输入信号的幅值、频率，断开负载电阻RL ，在RC＝5K1时保持VCE＝6.00 V,测量IC、VCE、Vo的数值，记录输出波形。

②改变RC，在RC分别为22 kΩ、2 kΩ测量VCE 、IC 及Vo 的数值，并观察输出波形的变化，将结果记录天表2．4中。 4、调节动态范围

在RC=5K1、RL=∞时增加输入信号Vi的幅度，同时用示波器观察输出波形Vo，如出现失真，可适当调节RP1调节静态工作点，直到输出端得到最大的不失真波形，测出此时Vo的值，并填入表2．5中。

表2．1 测试项目 单位 测试条件 Vi=0

表2．2 测试项目 单位 测试条件 RL=∞(S3断) Vi=50 mV f=1kHz RL=5k1（1R11） RL=2k2（1R12） Vo V Av Vi和Vo的相位关系 I1 μA I2 μA IB μA IC mA VCE V 6.00 VBE V β

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表2．3

测试项目 IC VCE Vo 单位 输出失真测试条件 mA V V 波形 情况 Vp1适中 6.00 i=50 mV Rf=1kHz Rp1增大 10.00 Rp1减小 2.00 表2．4 测试项目 IC VCE Vo 单位 输出失真测试条件 mA V V 波形 情况 RC=5K1V 6.00 i=50 （1R7） mV RC=22 Kf=1kHz （R P1） RC=2K（1R8） 六、数据处理（

1、电流放大倍数： 2、电压放大倍数：

3、偏置电阻对放大器的影响：

4、集电极电阻RC对放大器的影响： 七、思考题

1、负载电阻RL对放大器输出的动态范围有何影响？ 2、为什么静态工作点不能用毫伏表测量？ 3、如何使放大器的电压放大倍数为最大？

4、放大电路中若将1C4去掉，放大倍数如何变化？

5、若放大器输入为正弦波，输出波形如图a,b所示，分别为那种 失真？是什么原因造成的？如何消除？

a b

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