电子技术实验教程实验实验四完整版

实验四单级放大电路
系别
姓名
学号
实验日期
一、实验目的
1.学会在面包板上搭接电路的方法
2.学习放大电路的调试方法
3.掌握放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带
测量方法
4.研究负反馈对放大器性能的影响；了解设计输出器的基本性能
5.了解静态工作点对输出波形的影响和负载对放大倍数的影响
二、实验仪器
1.示波器1台
2.函数信号发生器1台
3.直流稳压电源1台
4.数字万用表1台
5.多功能电路实验箱1台
三、实验原理
（一）单级低频放大器的模型和性能
1)单级低频放大器的模型：
单级低频放大器能将频率从几十Hz~几百kHz的低频信号进行不失真地放大，是放大器中最基本的放大器，单级低频放大器根据性能不同科分为基本放大器和负反馈放大器。

从放大器的输出端取出信号电压（或电流）经过反馈网络得到反馈信号电压（或电流）送回放大器的输入端称为反馈。

若反馈信号的极性与原输入信号的极性相反，则为负反馈。

根据输出端的取样信号（电压或电流）与送回输入端的连接方式（串联或并联）的不同，一般可分为四种反馈类型——电压串联反馈、电流串联反馈、电压并联反馈和电流并联反馈。

负反馈是改变房卡器及其他电子系统特性的一种重要手段。

负反馈使放大器的净输入信号减小，因此放大器的增益下降；同时改善了放大器的其他性能：提高了增益稳定性，展宽了通频带，减小了非线性失真，以及改变了放大器的输入阻抗和输出阻抗。

负反馈对输入阻抗和输出
阻抗的影响跟反馈类型有关。

由于串联负反馈实在基本放大器的输入回路中串
接了一个反馈电压，因而提高了输入阻抗，而并联负反馈是在输入回路上并联
了一个反馈电流，从而降低了输入阻抗。

凡是电压负反馈都有保持输出电压稳
定的趋势，与此恒压相关的是输出阻抗减小；凡是电流负反馈都有保持输出电
流稳定的趋势，与此恒流相关的是输出阻抗增大。

2)单级电流串联负反馈放大器与基本放大器的性能比较：
电路图2是分压式偏置的共射级基本放大电路，它未引入交流负反馈。

电路图3是在图2的基础上，去掉射极旁路电容C
e
，这样就引入了电流串
联负反馈。

图2 单级阻容耦合放大器图3 单级电流串联负反馈放大器3)射极输出器的性能：
电路图4是射极输出器，它是单级电压串联负反馈电路，由于它的交流输
出电压V
Q
全部反馈回输入端，故其电压增益：
= 1
输入电阻：R
if =R
b
//[r
be
+(1+β)R’
L
式中R’
L
=R
c
//R
L
输出电阻：R
of =R
e
//[(R
b
//R
s
)+r
be
]/(1+β)
射极输出器由于电压放大倍数约等于1，故它具有电压跟随特性，且输入电阻高，输出电阻低的特点，在多级放大电路中常作为隔离器，起阻抗变换作用。

（二）放大器参数及其测量
1.静态工作点的选择
静态工作点是直流负载线与晶体管的某条输出特性曲线的交点。

随IB的不同而静态工作点沿直流负载线上下移动。

根据式UCE=UCC-RCIC，在IC/UCC图上画出直流负载线，再画出在IB情况下的晶体管输出特性曲线，交点即静态工作点。

2.静态工作点测量与调试
三极管放大电路中，三极管静态工作点就是输入信号为零时，电路处于直流工作状态，这些电流、电压的数值可用BJT特性曲线上一个确定的点表示，该点习惯上称为静态工作点Q ，设置静态工作点的目的就是要保证在被放大的
交流信号加入电路时，不论是正半周还是负半周都能满足发射结正向偏置，集电结反向偏置的三极管放大状态
可以通过改变电路参数来改变静态工作点，这就可以设置静态工作点
若静态工作点设置的不合适，在对交流信号放大时就可能会出现饱和失真（静态工作点偏高）或截止失真（静态工作点偏低）。

所谓静态工作点，是指当放大电路处于静态时，电路所处的工作状态。

在Ic/UCE 图上表现为一个点，即当确定的Vcc、Rb、Rc和晶体管状态下产生的电路工作状态。

当其中一项改变时引起Ib变化而引起Q点沿着直流负载线上下移动。

四、实验内容
1.搭接实验电路
如图搭接实验电路，检查无误后方可将直流电源接入电路。

2.静态工作点测量与调试
按静态工作点测试方法进行测量与调试，要求I
CQ
约为1.3mA，测量值填入下表：
静态工作点测量值V
EQ
(V) V
BQ
(V) V
CQ
(V) 测量计算
I
CQ
(mA) V
BEQ
(V) V
CEQ
(V)
41/2数字
表(DCV)
1.3003 1.9419 5.359 1.3003 0.6416 4.0596
3.基本放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测量
1)外加输入信号：f=2kHz正弦信号，V
ipp
=30mV，R=1K，空载情况下观察波形
2)测量V
S ，V
I
，V
O
，V
OL
，计算A
V
，A
VL
，R
I
，R
O
，填入下表：
测量（41/2数字表ACV）计算
V
S (mV) V
I
(mV) V
O
(V) V
OL
(V) A
V
A
VL
R
I
(Ω) R
O
(Ω)
10.61 7.83 1.6420 0.8328 209.7 106.3 2.842K 4.936K
4.放大器上、下限频率的测量
保持输入信号不变，当频率增大或减小时使输出电压下降到0.707Vol时，记下此时信号发生器的频率，填入下表：
f H f L B= f H- f L
135kHz 234Hz 134.766Hz
5.电流串联负反馈放大器参数测量
在原电路基础上，将Ce丢掉，并将R改为10K，重复试验三步骤：
测量(41/2数字表ACV) 计算
V
S (mV) V
I
(mV) V
O
(V) V
OL
(mV) A
V
A
VL
R
I
R
O
105.98 56.19 0.2346 139.72 4.175 2.486 11.549K 5.143K
五、实验故障及解决办法
在静态工作点测量与调试时，电压读数失误，量程选大了，导致最后重新测量获得精确数据。

在基本放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测量的实验中，读数不对，经检查，是因为测电压没使用AC模式，因为函数信号发生器输出为交流电流，所以需要测交流有效值。

在基本放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测量的第一环节外加输入信号，空载情况下观察波形实验完成后，出现之后的实验需要原先的搭接电路图，整理好实验器材又需要重新再连接一次情况，再次连接的电路图出现错误，经检查，是由于函数信号发生器输出端没有与示波器接入端连接而是和
接地端连接，调整后故障解决。

这个故障已经出现两次，下次一定要先检查，后拆线。

六、实验总结与心得体会
这次实验让我更好的了解了三极管在电路中的使用方法，9011三极管是NPN型，静态工作正常时，应该有VC>VB>VE，所以说你的测量数据符合这个条件，说明三极管静态正常的。

明白了并不是输入信号幅度越大，电路的放大倍数就越大，因为放大倍数AV=V0/Vi ,它是由输出信号电压和输出信号电压的比值成正比。

而且输入信号不可无限制增大，当输入信号达到一定程度后输出信号会产生失真。

七、思考题：
1.如何根据静态工作点判别电路是否在放大状态?
可测U
CE 当U
CE
=U
E
/2时，放大状态，当U
CE
=UE时，截止状态，当U
CE
≤0.1或
0.3时，饱和状态。

必须具有合适的静态工作点，因为假如没有合适的静态工作点，放大器就不能正常工作，那测量放大倍数就没有任何意义
2.怎么判断集成电路静态是否正常?
如果集成电路输出端的电压是集成电路电源电压的一半，说明集成电路静态是正常的。