晶体管共射极单管放大电路实验报告

2
1.2
∞ 0.117 11.7
3
2.4 2.4 0.123 12.3
表三
观察记录一组 uO 和 u1 波形
次数 1 2 3
平均
us／mV 19.1 17.6 20.5 19.1
ui／mV 10.0 9.6 10.4 10.0
【实验结果与分析】
Ri( kΩ) 测量值 计算值
0.943 0.875
uo／mV 196 190 212 199.3
理论值中
,但实验过程中无法直接得出 ；而在实际放大倍数中，
序号 1，2,3 的电压放大倍数分别为为 20.0,11.7,12.3 倍。看出接入电路的负
载对实际放大倍数有影响，与空载时的放大倍数相比，影响较大。
晶体管共射极单管放大器中 Rc,Rl 及静态工作点对放大器电压放大倍数、
输入电阻、输出电
阻的影响:Rc 越大，电压放大倍数越大、输入电阻不受影响、输出电阻越大。
接受范围内可认为测量值有效。 产生误差的原因主要有以下几点：(1)实验连线有一定的阻值导致误差存在； (2)静态工作点调试不准确，没调到正确的静态工作点。(3)温度影响实验器材 的阻值；(4)信号不稳定，测量时信号过大导致静态工作点失真；(5)在测量时 没有去掉输入信号，导致测量存在误差。 二．查阅资料可知实验箱中的三极管ß≈30-35,rbb, ≈200Ω 表二中：取ß=33，rbe= rbb,+(1+ß)26mA∕IEQ=200Ω+(1+33) ×26÷2Ω=642Ω 对于测量电压放大倍数
算值接近，是较为理想的工作状态。实测 UBE＝UB－UE＝0.66V，而理论为 0.70V，
产生误差的原因可能是 UB、UE 的值接近，这种接近的两个量相减的间接测量，
则合成相对误差就比较大了,因电路实验模型老化等各种原因、电路中各个原
件参数与标注参数有偏差、导致计算理论值与实际测量值有一些误差、在可
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
之间串入一已知电阻 R，在放大器正常工作的情况下， 单独只用交流毫伏表或
者示波器测出 US 和 Ui，则根据输入电阻的定义可得 图 4 输入、输出电阻测量电路
测量时应注意下列几点:
① 由于电阻 R 两端没有电路公共接地点，所以测量 R 两端电压 UR 时必须分别 测出 US 和 Ui，然后按 UR＝US－Ui 求出 UR 值。 ② 电阻 R 的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取 R 与
Ri 越大，电压放大倍数越小、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、输出电阻不受影响。但静态
工作太大或太小容易导致三极管进入饱和或截止。
三．表三中：计算输入电阻公式： RI R B1 //(R B 2 RW )// rbe
根据定义：输入电阻
Ri
ui Ii
测量放大器的静态工作点，应在输入信号 ui＝0 的情况下进行， 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 以及各电极对地的电位 UB、UC 和 UE。一般实验中，为
了避免断开集电极，所以采用测量电压 UE 或 UC，然后算出 IC 的方法，例如，只
广州大学学生实验报告
院（系）名称 专业名称 实验课程名称 实验项目名称
实验时间 实验成绩
【实验目的】
班
姓名
别
学号
模拟电路实验
晶体管共射极单管放大电路
实验地点
指导老师签名
1.学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。
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压的测
UCE＝UCC－IC（RC＋RE）
电压放大倍数: AV
βR
C
// R rbe
L
输入电阻:Ri＝RB1 // RB2 // rbe
输出电阻：RO≈
RC
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，离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计
提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工
加入一定的输入电压 ui，检查输出电压 uO 的大小和波形是否满足要求。如不满 足，则应调节静态工作点的位置。
(a)
(b)
图 2.静态工作点对 uO 波形失真的影响 改变电路参数 UCC、RC、RB（RB1、RB2）都会引起静态工作点的变化，如图 3 所示。但通常多采用调节偏置电阻 RB2 的方法来改变静态工作点，如减小 RB2， 则可使静态工作点提高等。
用直流电压表测量 UB、UE、UC 及用万用电表测量 RB2 值。记录于表一中。 2.测量电压放大倍数
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，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压 Ui 10mV，同 时用示波器观察放大器输出电压 uO 波形，在波形不失真的条件下，用交流毫伏 表测量下述三种情况下的 UO 值，并用双踪示波器观察 uO 和 ui 的相位关系，记 录于表二中。
我在调试中主要出现以下问题：(1)起初电源正负极接反了，导致表1、表2、 表3出现奇怪数据，当时没发现。做实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。此类错误由粗心所造，以后应避免。(2) 负载电阻插座接触不良，可以对实验仪器进行改造，负载电阻RL可以采用夹住 的方法连接方可减少避免接触不良问题。(3)实验引出的测量线生锈，可能对 实验会造成较大的测量误差。(4)RB2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情况下没有达到上下同时失真。
RB1和RB2组成的分压电路，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入信号Ui后，在放大器的输出端便可图得1到一个 与Ui相位相反，幅值被放大了的输出信号U0，从而实现了电压放大。 在右图电路中，当流过基极偏置电阻的电流远大于晶体管的基极电流时（一般
5～10 倍），则它的静态工作点可用下式估算:
uL／mV 100 96.7 104
100.2
Ro( kΩ) 测量值 计算值
5.21
4.89
一 ． 表 一 测 量 结 果 中 ： UB-UE=2.66V-2.00V=0.66V=UBE
UC-UE=7.76V-2.00V=5.76V=UCE
实测的静态工作点与理论值基本一致，相差并不大，说明电路理论值与计
(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情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节 RW
（改变静态工作点），用示波器观察 uO，当输出波形同时出现削底和缩顶现象 （如图 4）时，说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 U（O 有效值）， 则动态范围等于 2 2U0 。或用示波器直接读出 UOPP 来。 【实验步骤】
1.调试静态工作点
在实验箱上按电路图连接好电路，接通直流电源前，先将 RW 调至最大，不 接入函数信号发生器。接通＋12V 电源、调节 RW，使 IC＝2.0mA（即 UE＝2.0V），
【实验数据整理】
表一
IC＝2mA
测量值
计算值
UB（V） UE（V） UC（V）
RB2（K Ω）
UBE（V） UCE（V） IC（mA）
2.66 2.00 7.66 68.0 0.67 5.20 2.00
表二
Ic＝2.0mA
Ui＝10来自百度文库V
序号 RC（K RL(K
Uo(V)
AV
Ω） Ω)
1
2.4
∞ 0.200 20.0
3.测量放大电路输入电阻和输出电阻
（1）置 Rc=2.4kΩ，RL=2.4KΩ，Ic＝2.0 mA。输入 f=1 kHz 的正弦信号电压 ui≈10mV，在输出电压 uo 不失真的情况下，用交流毫伏表测出 us、ui 和 uL，
记录于表三中。
（2）保持 us 不变，断开 RL，测量输出电压 uo，记录于表三中。
Ri 为同一数量级为好，本实验可取 R＝1～2KΩ。
(3)输出电阻 R0 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 RL 的输出
电压 UO 和接入负载后的输出电压 UL，根据
UL
RL RO RL
UO
即可求出
RO
(
U U
O L
1)RL
在测试中应注意，必须保持 RL 接入前后输入信号的大小不变。
ui uS ui
RS
输出电阻
RO
（ u0 uL
1）RL
3.1 放大电路直流工作点主要参数包括 IBQ 、 ICQ 、UCEQ ，与电路元件参数VCC 、 RC 、RB 、RE 及晶体管的 均有关，在实际工作中一般通过上偏置电阻 RB1 来调 节静态工作点。放大电路主要性能参数中，静态参数主要借助万用表直接或间 接测量，动态参数则主要借助示波器测量。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造成影响，如减小电压增益，展宽频带等，但会稳定静态 工作点。 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 的功能就是在不失真的情况下放大信号，失真了得放大信号是没有意义的。具 体来讲：(1)静态工作点在特性曲线的位置如果上升（变大），那么Q点会达到 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如果下降（变小），那么Q点会达到截止区，会出现截止失 真，也就是正弦波信号下半部分会缺失。 五．分析讨论在调试过程中出现的问题。
图 3. 电路参数对静态工作点的影响
最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该
是相对信号的幅度而言，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一
定会出现失真。所以确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配
合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负
载线的中点。
2、放大器动态指标测试
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（动态范围）和通频带等。
(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 uO 不失真的情况下，单独只用用交流毫伏表或者示波器测出 ui 和 uo 的有效值 Ui 和 UO，则 (2)输入电阻 Ri 的测量
作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的
产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测
量和调试技术。
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
扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。
1.放大器静态工作点的测量与调试
(1)静态工作点的测量
六．分析静态工作点对放大器性能的影响。
答：静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。
如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时 u。的负
半周将被削底；
要测出
UE，即可用 IC
IE
UE RE
算出
IC（也可根据 IC
U CC U C RC
，由
UC 确定
IC），
同时也能算出：UBE＝UB－UE，UCE＝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表。
(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 I（C 或 UCE）的调整与测试。
静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作
点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，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。这些情况都不符合不失真放
大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端
试方法。
3.熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。
【实验仪器与材料】
1.EL-ELA-IV的模拟电路实验箱 2.函数信号发生器
3.双踪示波器
4.交流毫伏表
5.万用电表
6.连接线若干
【实验内容与原理】
查阅资料可知实验箱中的三极管ß≈30-35,rbb, ≈200Ω
图1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用