负反馈放大电路实验报告

1、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UG DQ< - 4V ，晶体管的管压降 UCEQ= 2 ? 3V;2） 开环时，两

2、级放大电路的输入电阻要大于90k Q,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Ausf 二 U°,.U s、-10 。（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 为反馈电阻，取值为 100 k QoRt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。图中选择 910k Q, R1 、R2 应大于 100k Q;G? G 容量为 10 疔， C e 容量为 47 犷。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 ，见图 2，理

3、由详见五 附录一 2”。iRT井肘成大电谿图 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。精选资料，欢迎下载（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）XSC1Rf1100k| ?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，R4.2kQ， 使得静态工作点满足： ID 哟为 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 , UGSQ LA ，US、U GDQ。实验中，静态工作点调整，实际-4k'1I DQU GSQU AU S

4、UGDQ测量值2.14mA-3.33V5.25V8.58V-6.75V第二级电路：通过调节 氐， &2: 40 1 ,使得静态工作点满足： ICQ 约为 2mA U CEQ = 2 ?3V。记录电路参数及静态工作点的相关数据（| CQ LCEQ）。实验中，静态工作点调整，实际Rb 41k 111 CQUC EQ测量值2.05mA2.78 Vc. 动态参数的调试输入正弦信号U S，幅度为 10mV 频率为 10kHz ，测量并记录电路的电压放大倍数A1 =U °1 -U s、A =U o. Us、输入电阻 R 和输出电阻 R °o电压放大倍数：（直接用示波器测量输入输

5、出电压幅值）Uo1UsUoAu1Au精选资料，欢迎下载测量值7.8mV10mV-1.57V0.78-157输入电阻 :测试电路 :XSC1GVCCT12VVCCXFG1Rg2Rc300kRb23.3k|?Q241k QrC37R1 -AAAn1100k|?10uFRg32N548610uFJ1Q14C2910k| ?Key = ARf100k| ?R4Q s k-I卜MRF9011LT1_A*Rb115k|?ReCe1.2k|?* 47uFJ开关闭合、打开，分别测输出电压Vo1 和 V°2，代入表达式 :RiVo1Vo2R测量值1.57V0.77V96.25kom输出电阻 :测试电路

6、 :-VCC12VVCCXFG1Rg2C300k| ?b22R 3 氷Q2?C1100k|?Rg32N548610uFJ1C22910k|?Key = AR3口?RfRg1V1 10uFMRF9011LT1_A*100k|?300k| ? 0 VRb115k| ?h > ReCe1.2k| ?47uF精选资料，欢迎下载记录此时的输出：Voi =0.79VR o= （学 _1 ）R 二（旦 -1 ） 3 -2.96k- 1Vo0.792）两级放大电路闭环测试在上述两级放大电路中，引入电压并联负反馈。合理选取电阻得R（ 9.4k ）的阻值，使10 。闭环电压放大倍数的数值约为电路图：XSC1

7、VCC12VRb2Rc3.3k|?41k QC310uF410uF2N5486910k| ?6C2Q1TRg1卜MRF9011LT1_A300kQRb12Rs15k|?ReCe4k Q1.2k|?47uF输入正弦信号U S，幅度为 100mV 频率为 10kHz , 测量并记录闭环电压放大倍数Ausf 二 U°.Us、输入电阻 R f 和输出电阻 Rf。实验中，取 R=10kom 电压放大倍数：（直接用示波器测量输入输出电压幅值）Rf100k| ?UsUoAusf测量值100mV-0.95V-9.5输入电阻 :测试电路 :精选资料，欢迎下载XSC1GTVCCXFG1Rg2300k Q

8、Q28R1C110k Q10uF5 Rg32N5486910k| ?C2Rg1T卜300k QRs4k Q测量原理为 :i(R1 此时为 10kom )V/-V i记录数据 :ViV测量值5.4mV100mV输出电阻 :测试电路 :XSC1VCC12VRcRb23.3k|?41k QC3卄10uFQ1MRF9011LT1_ARb115k|?ReCe1.2k|?47uFR i571omRf100k| ?o-o-VCC12VXFG1Rg2Rc300k|?Q2Rb241k|?8R1C1占C3-I10k|?42N548610uF卜5Rg3Q1910k| ?C2-Rg1lb-MRF9011LT1_A30

9、0k|?Rb115k|?RsReCe4k|?1.2k|?土-0记录此时的输出： vol = 0.75V丄R2Rf1k|?100k| ?精选资料，欢迎下载-1)R L=(095 -1) 11=267' 10.75丄精选资料，欢迎下载提示 1 闭环测试时，需将输入端和输出端的等效负载R f 断开。提示 2：输入电阻 Rf 指放大电路的输入电阻，不含R 。2.提高要求：电流并联负反馈放大电路参考实验电路如图3 所示，其中第一级为N 沟道结型场效应管组成的共源放大电路；第二级为 NPN 型晶体管组成的共射放大电路。输入正弦信号 U S, 幅度为 100mV 频率为 10kHz , 测量并记录闭

10、环电压放大倍数Ausf -U US、输入电阻 Rf 和输出电阻 ROf 。12VRe3- Sltahii>Rd>Rbl*qOkdhC2n-I卜LOotmuF>Plj2ItoV>L5kaJiii.LO47i ±FJU2C4DrOha 土旳店kOhi-C5RC -II-AAA-lottur%0ha图 3 电流并联负反馈放大电路电压放大倍数：（直接用示波器测量输入输出电压幅值）UsUoAusf测量值100mV0.919.1输入电阻 :测试电路 :精选资料，欢迎下载XFG1心 IRgJ910k|Vii 訂 f测量原理为 :记录数据 :Vi测量值7.9mV输出电阻：测试

11、电路：XSC1R1C119I- 413k| ?10uFXFG1Rg910k| ?记录此时的输出： Vol = 0.50V7RLF0.91-1) 4 k 1 1VCC12VIVCCRdIRb2Rc3.3k|?3.6k| ?' 40k|?C2<HI -Q1|Q210uFMRF9011LT12N54866100uFRe1RsC32 001.2k|?Rb147uF15k|?Re2C41k|?47uFVRf100mV257omVCC12VVCCRdRc3.3k|?C63.6k| ?R4C?b2oklC2Q2 10uFQ110uF2N5486MRF9011LT1_A C5-II-610Re1

12、100uFRs200|?C31.2k| ?47uFRb11?C4Re21k|?丰 47uF3.28k 1 1Rf2k|?11R2Rf4k|?2k|?精选资料，欢迎下载四、负反馈对电路性能的影响电压放大倍数：负反馈电路可以稳定放大倍数，因为其放大倍数仅决定于反馈网络，但是相比开环放大电路,负反馈电路会减小电压放大倍数。改变输入电阻：串联负反馈增大输入电阻；并联负反馈减小输入电阻。改变输出电阻：电压负反馈减小输出电阻；电流负反馈增大输出电阻。频率响应：负反馈电路可以展宽频带。五、思考题1. 在图 2 中，为了使场效应管放大电路的静态工作电流为应该在什么1.5mA2.5mA , 源极电阻R范围内取值

13、？请结合仿真结果进行分析。答：仿真结果如下 :夢 Grapher Viewile Edit yiew Tools精选资料，欢迎下载file Edit yiew Toolss? H需噩届匚 吳匡脸Parameter Sweep42 I(v1). ITS rssigtance=5510-21.54533 mIR1 . rra resi5tarce=5571.43Ifvl).ns resistance=5?3265|45 l(v1X ms resi5tarce-5693 881(*1). rrs resi5tarce*S755.1ITS resistarc&=5S1?.33I： v1). n

14、s resi5tarce=5S77.5546474S4950TBI v1 , rra resi5tarce=533B.Ifv1). n? re3tstarce=6KK)1.5302Dm151475m1 49961 m1.48478 m1.47024 m1.45600 m1.44202 m142832mSelected Diagram:Device Parameter Sweep:Circuit!Device Parameter Sweep:则为了使场效应管放大电路的静态工作电流为1.5mA2.5mA源极电阻 R 取值范围是：3.25.7k 2?已知实验室配备的万用表内阻约为1M Q,实验中调试

15、图 2 所示共漏放大电路的静态工作点时，为什么通过测量A 点电位来得到栅极电位，而不直接测栅极电位？答：因为当内阻约为1M Q 的万用表接在场效应管的栅源之间时，其内阻与场效应管的输入电阻( 很大 ) 可比，因此输入电流会部分流过万用表而改变场效应管的静态工作点，因此会改变其栅极电位，使测量结果错误。而测量A 点电位时，因旁路电阻仅为150 左右，大部分电流仍流过旁边的支路，因此并上万用表不会影响其工作状态。六、附录1. N 沟道结型场效应管型号和主要参数图 4 2N5486 俯视图实验中采用的 2N5486 为 N 沟道结型场效应管，参数典型值为: UG S ( off) =一 3? 一 4V , I DSS = 8 ? 14mA2N5486 采用 TO-92 封装，俯视图如图4 所示。2 ?反馈网络的负载效应在图 1 所示电路中，反馈电阻R 的电流/ Ui-Uo Ui (