2025年晶体管共射极放大器设计与实验探究攻略

班别姓名学号试验时间指导老师签名【试验目的】1.学会放大器静态工作点的调试措施，分析静态工作点对放大器2.掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电【试验仪器与材料】1.EL-ELA-IV的模拟电路试验箱2.函数信号发生器3.双踪示波器【试验内容与原理】查阅资料可知试验箱中的三极管β≈30-3图1为电阻分压式工作点稳定单管放大器试验电路图。它的偏置电路采用RB和R2构成的分压电路，并在发射极中接有电阻Re,以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输大器的输出端便可得到一种与U₁相位相反，幅值被放大了的输出信号TT图1在右图电路中，当流过基极偏置电阻的电流远不小于晶体管的基极电流时(一般5~10倍由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的根据，在完毕设计和装配后来，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一种优质放大器，必然是理论设计与试验调整相因此，除了学习放大器的理论知识和设计措施外，还必须掌握必要的测量放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自1.放大器静态工作点的测量与调试(1)静态工作点的测量测量放大器的静态工作点，应在输入信号ui=0的状况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流Ic以及各电极对地和Ue。一般试验中，为了防止断开集电极，因此采用测量电压U或Uc,然后算出Ic的措施，例如，只要测一UE,Uc=Uc-UE。为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压(2)静态工作点的调试放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流Ic(或Uc)的静态工作点与否合适，对放大器的性能和输出波形均有很大影响。如工作点偏信号后来易产生饱和失真，此时Uo的负半周将被削底，如图(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即Uo的正半周被缩顶(一般截止失真不如饱和失真明显),如图(b)所示。这些状况都不符合不失定。因此在选定工作点后来还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压ui,检查输出电压uo的大小和波形与否满足规定。如不满足，则应调整静态工图2.静态工作点对uo波形失真的影响变化电路参数Ucc、Re、Rs(Ra、R2)都会引起静态工作点的变化，如图3所示。置电阻R₂的措施来变化静态工作点，如减小Rg2,则可使静态工作点提高等。Q图3.电路参数对静态工作点的影响最终还要阐明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应当是相对信号的幅度而言，如输入信号幅度很小，虽然工作点较高或较低也不一定会出现失真。因此确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不妥所致。如需满足较大信号幅度的规定，静态工作点最佳尽量靠近交流负载线放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压(1)电压放大倍数Av的测量调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压ui,在输出电压u₀不失真的状况下，单独只用用交流毫伏表或者示波器测出ui和u。的有效值Ui和Uo,则(2)输入电阻Ri的测量为了测量放大器的输入电阻，按图3电路在被测放大器的输入端与信号源之放大器正常工作的状况下，单独只用交流毫伏表或者示波器测出Us和Ui,则根据iiR放大器信号源图4输入、输出电阻测量电路①由于电阻R两端没有电路公共接地点，因此测量R两端电压UR时必须分别测出Us和U,-U₁求出UR值。②电阻R的值不适宜获得过大或过小，以免产生较大的测量误差，一般取R与R:为同一数验可取R=1～2KQ。(3)输出电阻Ro的测量按图3电路，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载R的输出电压Uo和接入负载后的输出电即可求出图4静态工作点正常，输入信号太大引起的失真在测试中应注意，必须保持R接入前后输入信号的大小不变。(4)最大不失真输出电压Uopp的测量(最大动态范围)如上所述，为了得到最大动态范围，应将静态工作点调在交流负载线的中点。为此在放大器正常工作状况下，逐渐增大输入信号的幅度，并同步调整R(变化静态工作点),用示波器观测u出现削底和缩顶现象(如图4)时，阐明静态工作点已调在交流负载线的中点。然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真时，用交流毫伏表测出Uo(有效值),则动态范围等于2√2U₀。或用示【试验环节】1.调试静态工作点在试验箱上按电路图连接好电路，接通直流电源前，先将R调至最大，不接入函数记录于表一中。在放大器输入端加入频率为1KHz的正弦信号us,在示波器的输出端接入交流毫伏表，调整函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压U₁≈10mV,同步用示波条件下，用交流毫伏表测量下述三种状况下的U₀值，并用双踪示波器观测uo和u的相位关系，记录于(1)置Rc=2.4kQ,Ri=2.4KO,Ic=2.0mA。输入f=1kHz的正弦信号电压ui≈10(2)保持us不变，断开R,测量输出电压uo,记录于表三中。【试验数据整顿】表一Ic=2mA表二Ic=2.0mAUi=10mV观测记录一组uo和u₁波形1○2○3表三次数123平均【试验成果与分析】状态。实测UE=Ug-Ue=0.66V,而理论为0.70V,产生误差的原因也许是U、Ue的值靠近，这种靠近的两二.查阅资料可知试验箱中的三极管B≈30-35,rbb'≈200Ω理论值中,但试验过程中无法直接得出β;而在实际放大倍数中，序号1,2,3的电压放大晶体管共射极单管放大器中Rc,R1及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电输入电阻越小、输出电阻不受影响。静态工作点中电流越大，电压放大倍数越大、输入电阻越小、输出电3.1放大电路直流工作点重要参数包括IBQ、Ico、UcEQ,与电路元件参数Vcc、Rc、RB、RE及晶体管的β均有关，在实际工作中一般通过上偏置电阻RBi来调整静态工作点。放大电路重要性能参数中，静态参数重要借助万用表直接或间接测量，动态参数则重要借助示波器测量。单管放大电路中直流工作点的设置会影响动态参数如电压增益、输入电阻、频带宽度等。发射极负反馈电阻会对放大电路的动态特性导四.讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。答：静态工作点要选择适合。若不适合的话，放大器输出波形会失真。放大器的功能下放大信号，失真了得放大信号是没故意义的。详细来讲：(1)静态工作点在特性曲线的位置假如上升(变大),那么Q点会到达饱和区，会出现饱和失真，也就是正弦波信号上半部分会缺失；(2)静态工作点在特性曲线的位置假如下降(变小),那么Q点会到达截止区，会出现截止失真，也就是正弦波信号下半部分会缺五.分析讨论在调试过程中出现的问题。发现。做试验时不管怎么调静态工作点，输出放大信号不会失真，此时检查电路才发现。此类错误由粗心没有调到合适阻值导致在调输入信号时候正弦波在最大不失真状况下没有到达上六.分析静态工作点对放大器性能的影响。如工作点偏低则易产生截止，即u。的正半周被缩顶(一般截止失真不如饱和失真明显)。这些状况都不七.怎样测量Rg₂阻值?答：测量在线电阻时，要确认被测电路没有并联支路并且被测电路所有电源已关断及所有电容已完全放电时，才可进行；因此本试验测量Rm时要将开关K断开。测量前先将开关转到电阻X1K档，然后把红、黑表笔短路，调整“0Q”调整器，使指针指在0位置上(万用表测量电阻时不一样倍率档的零点不一样，每换一档都应重新进行一次调零。),再把红、黑表笔分开去测被测电阻的两端，即可测出被测电阻R2的答：由表2—2的试验成果可知：在静态工作点相似状况下【试验心得】本次试验是我做的第二个完整的电子电路试验，从开始的预习理论计算到实际在试验中我也发现提前明白试验测量原理的必要性，只有清晰自己该做什么了才能在试验中有条不紊，才能在规定的时间内及时完毕试验。第一次去的时候，由于预习不到位，导致最终最终都没做完。第二次的时候我吸取上次的教训，搭好电路。由于准备充足，我及时完毕了试验任务。这