西工大模电实验报告-晶体管单级放大器

1、实验一 晶体管共射极单管放大器、实验目的1、掌握用 multisim 仿真软件分析单级放大器主要性能指标的方法。2、掌握晶体管放大器静态工作点的调试和调整方法，观察静态工作点对放 大器输出波形的影响。3、测量放大器的放大倍数、输入电阻和输出电阻。、实验原理实验电路如图 2.11 所示，采用基极固定分压式偏置电路。电路在接通直 流电源 Vcc而未加入信号（ Vi =0）时，三极管三个极电压和电流称为静态工作点， 即图 2.1 1 晶体管单级放大器VBQ=R2VCC/(R 2+R3+R7)I CQ=I EQ=（VBQ-VBEQ）/R 4I BQ=I EQ/ VCEQ VCCI CQ（ R5R4）1

2、、放大器静态工作点的选择和测量 放大器的基本任务是不失真的放大小信号。为了获得最大不失真输出电压， 静态工作点应选在输出特性曲线上交流负载线的中点。 若工作点选的太高， 则容 易引起饱和失真；而选的太低，又易引起截止失真。静态工作点的测量是指在接通电源电压后放大器输入端不加信号时， 测量晶 体管的集电极电流 I CQ和管压降 VCEQ。其中 VCEQ可直接用万用表直流电压档测 C-E 极间的电压既得，而 I CQ的测量则有直接法和间接法两种：（ 1） 直接法：将万用表电流档串入集电极电路直接测量。此法精度高，但要 断开集电极回路，比较麻烦。（ 2） 间接法：用万用表直流电压档先测出 R5 上的

3、压降，然后根据已知 R5 算出 I CQ，此法简单，在实验中常用，但其测量精度差。为了减小测量误差，应选用内 阻较高的电压表。当按照上述要求搭好电路， 在输入端引入正弦信号， 用示波器观察输出。 静 态工作点具体的调节步骤如下：现象出现截止失真出现饱和失真两种失真都出 现无失真动作减小 R增大 R减小输入信号加大输入信号根据示波器上观察到的现象， 做出不同的调整动作， 反复进行。 当加大输入 信号，两种失真都出现，减小输入信号，两种失真同时消失，可以认为此时的静 态工作点正好处于交流负载线的中点，就是最佳的静态工作点。去掉输入信号， 测量此时的 VCQ, 就得到了静态工作点。2. 电压放大倍数

4、的测量电压放大倍数是指放大器的输入电压 Ui 输出电压 Uo 之比Au=Uo/Ui （2.1-5）用示波器分别测出 Uo 和 Ui，便可按式（ 2.1-5）求得放大倍数，电压放大倍数与 负载 Rl 有关。3. 输入电阻和输出电阻的测量（1）输入电阻 Ri 用电流电压法测得，电路如图 2.1-3 所示。在输入回路中串接 电阻 R=1k，用示波器分别测出电阻两端电压 Ui 和 Us，则可求得输入电阻 Ri 为Ri=Ui/Ri=Ui ×R/（Us-Ui ） （2.1-6）电阻 R 不宜过大，否则引入干扰；也不宜过小，否则误差太大。通常取与Ri 同一数量级。（ 2）输出电阻 Ro 可通过测量

5、输出端开路时的输出电压 Uo1，带上负载 Rl 后的 输出电压 Uo2。Ro=(Uo1/Uo2-1)×Rl2.1-7 )、实验内容（ 一）计算机仿真部分1. 静态工作点的调整和测量（1）如图所示 ,介入函数发生器和示波器 ,示波器 A 通道接放大器输入信号 ,B 通道 接放大器输出信号 .按 Run键开始仿真 .（2）在输入端加入 1kHz,幅度为 20mV（峰-峰值）的正弦波 ,双击函数信号发生器 设置信号为正弦波 ,频率 1kHz,幅度为 10mV.按 A 或 shift+A 调节电位器 ,使示波器 所显示的输出波形达到最大不失真 .如图所示 .（3）侧掉信号发生器 ,使输入信号

6、电压 Vi =0,用万用表测量三极管三个极分别对地的电压 VE，VB ， VC ， VCEQ ， IEQ ，根据 IEQE ,算出 ICQ IEQ .将测量值记录于表 2.1-2 中,并与估算值进行比较 .理论估算值实际测量值VBVCVEVCEICVBVCVEVCEIC表 2.1-2 静态工作点（仿真）2. 电压放大倍数的测量输入信号是 1kHz，幅度是 20mVpp正弦信号，利用实验原理中的公式（ 2.1-5 ） 分别计算输出端开路和 Rl=2k时的电压放大倍数，并用示波器双踪观察 Uo 和 Ui 的相位关系。3. 输入电阻和输出电阻的测量（1）用示波器分别测出电阻两端的 Us和Ui，用式（

7、 2.1-6 ）便可计算 Ri 的大 小。如图 2.1-11 所示。2）根据测得的负载开路时的电压 Uo1和接上 2k电阻时的输出电压 Uo2，用式（ 2.1-7 ）可算出输出电阻 Ro。 将 2,3 的结果记录于表 2.1-3 中理论估算实际测量参数UiUoAuRiRoUiUoAuRiRo负载开路RL=2k表 2.1-3 放大电路动态指标测试计算结果（仿真）（二）实验室操作部分1、静态工作点的调整和测量（1）按照实验电路在面包板上连接好，布线要整齐、均匀，便于检查；镜 检查无误接通 12V 直流电源。（2）在放大电路输入端加入 1KHz、幅度为 20mV的正弦信号，输出端接示 波器，调节电位

8、器， 使示波器所显示的输出波形不失真， 然后关掉信号发生器的 电源，使输入电压 Vi=0，用万用表测量三极管三个极分别对地电压， VE，VB，VC， VCEQ，I CQ, 根据 I=V/R 算出 I=I 。记录测量值，并与估算值进行比较。理论估算值实际测量值VBVCVEVCEICVBVCVEVCEIC2、电压放大倍数的测量（1） 打开信号发生器的电源，输入信号频率为 1KHz、幅度为 20mV的正弦信 号，输出端开路时，用示波器分别测出 Vi ,Vo'的大小，然后根据式（ 2.1-5 ）算 出电压放大倍数。（2）放大器输入端接入 2k的负载电阻 R6，保持输入电压 Vi 不变，测出此 时的输出电压 Vo，并算出此时的电压放大倍数， 分析负载对放大电路电压放大倍 数的影响。（3）用示波器双踪观察 Vo 和 Vi 的波形，比较它们之间的相位关系。3、输入电阻和输出电阻的测量（1）用示波器分别测出电阻两端的电压 V和 V，利用式（ 2.1-6 ）便可算出 放