西工大模电试验报告-晶体管单级放大器

1、实验一 晶体管共射极单管放大器一、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。二、实验原理实验电路如图2.1 -1所示，采用基极固定分压式偏置电路。电路在接通直 流电源Mc而未加入信号(V=0)时，三极管三个极电压和电流称为静态工作点, 即VCG 中图2.1 1晶体管单级放大器KgfRVx/(R 2+R+R)I ccFI ec=(Vbq-Vbeq/R 4I BQ=I eq/ BV：EQ= Vx I CQ ( R + R)1、放大器

2、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1。酢口管压降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Icq的测量则有直接法和间接法两种：(1)直接法：将万用表电流档用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 R上的压降，然后根据已知 R算出 Icq,此法简单，在

3、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。.电压放大倍数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

4、.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。.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。在输入回路中用接 电阻R=1kQ,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RiRi=Ui/Ri=Ui x R/ (Us-Ui)(2.1-6)图 2.1-3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可通过测量输出端开路时的输出电压 Uo1,带上负载Rl后的 输出电压Uo2(2.1-7 )Ro= (Uo1/Uo2-1) x Rl、实验内容

5、(一)计算机仿真部分.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 旧通道 接放大器输出信号.按Run键开始仿真.一+ rum w I Y r nI- a V lkHz 乂三/11 i r=1a ,JBJp - r (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,

6、Ieq,根据 IEQE，算出 CQ 1 EQ .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VbVcVeVce1 CVbVcVeVce1 C表2.1-2 静态工作点（仿真）.电压放大倍数的测量输入信号是1kHz,幅度是20mVppE弦信号，利用实当原理中的公式（2.1-5 ） 分别计算输出端开路和 Rl=2kQ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。.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（2.1-6 ）便可计算Ri的大 小。如图2.1-11所示。图 2.1-11（2）根据测得的负载开路时的电压Uo1和接上2k

7、Q电阻时的输出电压Uo2,用式（2.1-7）可算出输出电阻Rd 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=2kQ1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, V，Vc,V

8、ceq Icq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VbVcVEVcE1 cVBVCVeMe1 c2、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 1KH2S幅度为20mV的正弦信 号，输出端开路时，用示波器分别测出 V,V。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2kQ的负载电阻R,保持输入电压V不变，测出此 时的输出电压V。，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V。和V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