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1、实验一实验一单级交流放大电路单级交流放大电路一、实验目的 1.熟悉电子元器件和模拟电路实验箱，2.掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响。3.学习测量放大电路 Q 点，AV，ri，ro的方法，了解共射极电路特性。4.学习放大电路的动态性能。二、实验仪器1.示波器 2.信号发生器3.数字万用表三、实验原理 1.三极管及单管放大电路工作原理。以以 NPNNPN 三极管的共发射极放大电路为例说明三极管放大电路的基本原理：三极管的共发射极放大电路为例说明三极管放大电路的基本原理：三极管的放大作用是：集电极电流受基极电流的控制，并且基极电流很小的变化，会三极管的放大作用是：集电极电流受
2、基极电流的控制，并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，引起集电极电流很大的变化，。如果将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引。如果将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流起基极电流 IbIb 的变化，的变化，IbIb 的变化被放大后，的变化被放大后，导致了导致了 IcIc 很大的变化。很大的变化。如果集电极电流如果集电极电流 IcIc 是是流过一个电阻流过一个电阻 R R 的，那么根据电压计算公式的，那么根据电压计算公式 U=R*IU=R*I 可以算得，这电阻上电压就会发生很大可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得
3、到了放大后的电压信号了。的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。2.放大电路静态和动态测量方法。放大电路良好工作的基础是设置正确的静态工作点。因此静态测试应该是指放大电路放大电路良好工作的基础是设置正确的静态工作点。因此静态测试应该是指放大电路静态偏置的设置是否正确，以保证放大电路达到最优性能。静态偏置的设置是否正确，以保证放大电路达到最优性能。放大电路的动态特性指对交流小信号的放大能力。因此动态特性的测试应该指放大电放大电路的动态特性指对交流小信号的放大能力。因此动态特性的测试应该指放大电路的工作频带，输入信号的幅度范围，输出信号的幅度范围等指标。路的工作频带，输入
4、信号的幅度范围，输出信号的幅度范围等指标。四、实验内容及步骤1.装接电路与简单测量图图工作点稳定的放大电路工作点稳定的放大电路(1)用万用表判断实验箱上三极管 V 的极性和好坏，电解电容 C 的极性和好坏。测三极管测三极管 B B、C C 和和 B B、E E 极间正反向导通电压，可以判断好坏；测电解电容极间正反向导通电压，可以判断好坏；测电解电容的好坏必须使用指针万用表，通过测正反向电阻。的好坏必须使用指针万用表，通过测正反向电阻。三极管导通电压三极管导通电压 UBE=UBE=、UBC=UBC=，反向导通电压无穷大。，反向导通电压无穷大。(2)按图所示，连接电路(注意：接线前先测量+12V
5、电源，关断电源后再连线)，将 RP 的阻值调到最大位置。2.静态测量与调整接线完毕仔细检查，确定无误后接通电源。改变 RP，记录 IC分别为、1mA、时三极管 V 的值。注意：注意：Ib和 Ic一般用间接测量法，即通过测Vc和 Vb，Rc和 Rb计算出 Ib和 Ic。此法虽不直观，但操作较简单，建议采用。以避免直接测量法中，若操作不当容易损坏器件和仪表的情况。(2)按图接线，调整 RP使 VE=，计算并填表。为稳定工作点，在电路中引入负反馈电阻为稳定工作点，在电路中引入负反馈电阻 ReRe，用于稳定静态工作点，即当，用于稳定静态工作点，即当环境温度变化时，保持静态集电极电流环境温度变化时，保持
6、静态集电极电流 ICQICQ 和管压降和管压降 UCEQUCEQ 基本不变。基本不变。依靠于下列反馈关系：依靠于下列反馈关系：T TICQICQUEUEUBEUBEIBQIBQICQICQ，反过程也一样。反过程也一样。其中其中 Rb2Rb2的引入是为了稳定的引入是为了稳定 UbUb。但此类工作电路的放大倍数由于引入负反馈而减小了，。但此类工作电路的放大倍数由于引入负反馈而减小了，而输入电阻而输入电阻 riri 变大了，输出电阻变大了，输出电阻 roro 不变。不变。Au(RcRL)rbe(1)Re，ri Rb1Rb2(rbe(1)Re)，ro Rc由以上公式可知，当很大时，放大倍数约等于由以上
7、公式可知，当很大时，放大倍数约等于影响。影响。表表RcRLRe，不受值变化的，不受值变化的实测VBE(V)VCE(V)Rb(K)实测计算IB(A)IC(mA)注意：图中Ib为支路电流。3.动态研究(1)按图所示电路接线。(2)将信号发生器的输出信号调到 f=1KHz，幅值为 500mV，接至放大电路的A 点，经过 R1、R2衰减（100 倍），Vi点得到 5mV 的小信号，观察 Vi和 VO端波形，并比较相位。图中所示电路中，图中所示电路中，R1R1、R2R2 为分压衰减电路，除为分压衰减电路，除 R1R1、R2R2 以外的电路为放大电以外的电路为放大电路。由于一般信号源在输出信号小到几毫伏时
8、，会不可避免的受到电源纹波影路。由于一般信号源在输出信号小到几毫伏时，会不可避免的受到电源纹波影响出现失真，而大信号时电源纹波几乎无影响，所以采取大信号加响出现失真，而大信号时电源纹波几乎无影响，所以采取大信号加 R1R1、R2R2 衰减衰减形式。形式。此外，此外，观察输出波形时要调节观察输出波形时要调节 Rb1Rb1，使输出波形最大且不失真时开始测量。使输出波形最大且不失真时开始测量。输入输出波形两者反相，相差输入输出波形两者反相，相差 180180 度。度。(3)信号源频率不变，逐渐加大信号源幅度，观察VO不失真时的最大值，并填表。分析图的交流等效电路模型，由下述几个公式进行计算：分析图的
9、交流等效电路模型，由下述几个公式进行计算：RLRcrce26mVrbe 200 (1)，AV，ri RbRb2rbe,ro rceRcIErbe表表 RL=RL=实测Vi(mV)VO(V)实测计算AV估算AV图图小信号放大电路小信号放大电路（4）保持Vi=5mV 不变，放大器接入负载RL，在改变RC数值情况下测量，并将计算结果填表。表表给定参数RC2K2K5K15K1RL5K12K25K12K2Vi(mV)实测VO(V)实测计算AV估算AV（5）Vi=5mV，RC=5K1，增大和减小 RP，观察 VO波形变化。若失真观察不明显可增大 Vi幅值（50 mV），并重测。（注意：此前必须把 Q 点重
10、新设回原值。）将结果填入表。如电位器RP调节范围不够，可改变Rb1(100K 或 150K)，再次调整RP使Ve=，并重测。RPRP 较大时，较大时，ICIC 较小，较小，Q Q 点偏低，点偏低，可观察到截止失真可观察到截止失真（波形上半周平顶失真）（波形上半周平顶失真），无输出。无输出。RPRP 较小时，较小时，ICIC 较大，较大，Q Q 点偏高，点偏高，可观察到饱和失真可观察到饱和失真（波形下半周切割失真）（波形下半周切割失真）。表表RPVbVcVe输出波形情况图例最大合适最小4.测放大电路输入，输出电阻。（1）输入电阻测量在放大电路输入端串接一个 5K1 电阻如图，测量 VS与 Vi，即可计算 ri。ViriRVsVi图图输入电阻测量输入电阻测量(2)输出电阻测量见图Voro(1)RLVL图图输出电阻测量输出电阻测量在输出端接入可调电阻作为负载，选择合适的 RL值使放大电路输出不失真(接示波器监视)，测量带负载时 VL和空载时的 VO，即可计算出 rO。将上述测量及计算结果填入表中。用ri RbRb2rbe,ro rceRc Rc公式进行估算表表测算输入电阻（设：RS=5K1）实测VS(mV)Vi(mV)测算ri估算riVORL=测算输出电阻实测测算估算VORO(K)RO(K)RL=5K1五、实验小结与实验感想：五、实验小结与实验感想：