分压式共射极放大电路的研究

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实验2.2 分压式共射极放大电路的研究
一、实验目的
1、掌握放大电路静态工作点的调试和测量方法。

2、了解静态工作点对放大电路输出波形失真的影响。

3、掌握放大电路动态参数（A V 、r o 、r i ）的测量与计算。

4、了解分压式共射单极放大电路的特性。

二、实验原理
1、静态工作点
对于三极管电压放大电路来说，至关重要的一点就是必须设置合适的静态工作点，保证三极管工作在线性区，以实现对输入信号的不失真放大。

通常，总是将静态工作点调整在放大器交流负载线的中点，以获得最大不失真输出的动态范围。

当然，若输入信号幅度较小，为了较低静态功耗，也可将静态工作点设置得低一些。

静态工作点的高低与电源电压V CC 及电路参数R C 、R b 等有关。

由于V CC 以及R C （决定着电压放大倍数与输出电阻）在电路设计中已根据技术要求确定，在电路调试中是不已改变的。

因此，在调试中总是通过改变基极偏置电阻R b 来调整静态
工作点，当增大R b 时，I B 、I C 将减小，U CE 升高，Q 点下降，这时容易出现截止失真。

反之，Q 点上升，容易出现饱和失真。

合适的工作点，就是在一定限度的输入信号下，以既不出现截止失真也不出现饱和失真为标准。

2、动态参数
主要有电压放大倍数Au 、输入电阻r i 和输出电阻r o 。

对于图2.2.3所示的分压式可调偏置单极放大电路而言，当K 合上时，其电
压放大倍数为 ，改变R C 或R L 之值，均可改变A V （当三极1
)1(//e be L C V R r R R A ββ++-=
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管参数一定时）。

输入电阻r i 是从图2.2.3中A 、B 两端看进去的等效电阻，即r i =u i /i i ，由于
i i 较小，直接测量有困难，故实验中可在输入端接入一个5.1K Ω电阻如图2.2.1
所示，用交流毫伏表分别测量U s 与U i ，即可计算输入电阻r i 。

还应当指出的是
U S 不应取得太大，否则晶体管工作在非线性状态，使测量误
差较大，通常可在输出波形不失真的情况下测量，为了保证测量的准确度，还应注意R S 值的选取，一般使R S 接近于r i 值为宜，取值太大或太小都将带来较大的测
量误差。

输出电阻r o 是从图2.2.3中C 、D 两端看进去的等效电阻，在C 、D 两端接入
一个R L 电阻作为负载如图2.2.2所示，选择合适的R L 值使放大器输出不失真（接
示波器监视），首先测量放大器的开路输出电压 ，再测量放大器接入已知负载RL 时的输出电压 则输出电阻
三、实验设备
1、模拟电路实验箱 一套
2、示波器 一台 s i
s i i R U U U r -='
O U L L o o o R U U R U U U r )1()(000-'=-'=
图2.2.1 输入电阻测量 R L
图2.2.2 输出电阻测量 信号源 O U
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3、函数发生器 一台
4、晶体管毫伏表 一块
5、数字万用表 一块
四、实验任务及步骤
1．静态工作点的确定、动态参数的测量
（1
按图2.2.3连线，接线后仔细检查，确认无误后再接通电源。

在输入端加入正弦波为u S 信号 （u S 来自函数信号发生器，调节函数信号发生器频率为 f=1KHz 、
输出衰减为40dB ，u S ≈60mV ），使放大器工作在中频状态。

V CC 由THM-14模拟电路
实验箱自己供给+12V 电压。

同时调节R b 及输入信号u S 的幅度，用示波器观察u o 波形的变化。

当R b 调到某一位置U CE =≈6V 时，若加大信号幅度能使u o 正负两半波同时出现失真，而减小信
号幅度又能使正负两半波的失真同时消失，则说明此时的静态工作点已基本处于放大器交流负载线的中点，放大器的动态范围已趋向最大。

保持最大动态范围下图2.2.3 分压式可调偏置共射极单管放大电路图
CC Ω L K
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的R b 值不变，按表2.2.1和表2.2.2中所给定的R L 及R C 的不同数值，在输入端加
入一定量的输入信号，用示波器同时观察u i 和u o 的波形（两波形的零电位线应重合），并比较相位。

在u o 波形不失真的条件下，用晶体管毫伏表分别测量U S 、U i 及Uo （R L =∞时的Uo 即为'
o U ）将上述测量及计算填入表2.2.1和表2.2.2，即可得到动态参数。

表2.2.1
表2.2.2
（2） 静态工作点的测量 保持最大动态范围下的R b 值不变，用数字式万用表的直流电压档（DC ）或电
阻档，按表2.2.3的要求进行测量，即可得到静态工作点测试。

表2.2.3
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2．研究静态工作点对放大器失真的影响
（1）按图2.2.3连线，将开关K 打开（不接负载），电位器R b1调至接近最小，
在放大器输入端加入1KHz 正弦波信号，并由零开始逐渐增大，用示波器观察放大器输出电压u o 的波形，直至u o 的某个半波产生较明显的失真为止。

记下此时的波
形，并测量三极管集射极两端的直流电压U CE ，记入表2.2.4中。

（2）将电位器R b1调至接近最大，再测出此时的输出波形及U CE ，同样将数据
及波形记入表2.2.4中。

表2.2.4
五、实验报告要求
1、写出实验中感受最深的体会，并讨论R C 及R L 对电压放大倍数的影响。

2、根据表2.2.1和表2.2.2所测数据，计算出放大器的A V 、r o 及r i ，并与理
论计算结果（由放大器的微变等效电路求得）进行比较、分析产生误差的原因。

3、根据表2.2.4实验结果，分析失真的类型及失真的原因。

六、注意事项
1.实验中测试静态工作点电流I C 和I B 是用间接方法测量。

2．用万用表测量电阻的阻值时，电阻不得带电（关断直流电压电源），且至少应有一端从电路中断开（即不能有回路）。

3．测量动态参数时，一定要在u
o
波形不失真的情况下进行。

七、思考题
1、为什么要给放大器设置静态工作点？应如何正确设置静态工作点？
2、实验电路中，电容C
3
的作用是什么？取值有无要求？若该电容开路，电压放大倍数如何变化？
3.本实验是利用公式r
o =('
o
U /Uo-1)R L来计算r o的，若R L取值不同，则r o是
否会随之而变？
4、用示波器和晶体管毫伏表测试输入、输出信号时得到的量值结果有什么不同？它们之间的关系如何？
5、图2.2.3电路中R
b 支路为何要串接一个固定电阻R
1
？如果直接用电位器，
会出现什么情况？
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江泰投资管理 JeJ6O31c6e2S
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