2.1晶体管单级放大器

2.1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V

cc 而未加入信号（V

i

=0）时，三极管三个极电压和电流称为静态工作点，

即

V BQ =R

2

V

CC

/(R

2

+R

3

+R

7

) （2.1-1）

I CQ =I

EQ

=(V

BQ

-V

BEQ)

/R

4

（2.1-2）

I BQ =I

EQ

/β（2.1-3）

V CEQ ＝V

CC

－I

CQ

（R

5

＋R

4

）（2.1-4）

1、放大器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I

CQ 和管压降V

CEQ

。其中V

CEQ

可直接用万用表直流电压档测C-E

极间的电压既得，而I

CQ

的测量则有直接法和间接法两种：

（1）直接法：将万用表电流档串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

5上的压降，然后根据已知R

5

算出

I

CQ

，此法简单，在实验中常用，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：

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V

CQ

,就得到了静态工作点。

2、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

A V =U

O

/U

i

（2.1-5）

用示波器分别测出U

O 和U

i

，便可按式（2.1-5）求得放大倍数，电压放大倍数与

负载R

6

有关。

3、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

串接电阻R=1kΩ，用示波器分别测出电阻两端电压V

i 和V

s

，则可求得输入电阻

R

i

为

R i =V

i

/R

i

=V

i

×R/（V

s

-V

i

）（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R

o 可通过测量输出端开路时的输出电压V

o

’，带上负载R

6

后

的输出电压V

o

。

R o =（V

o

’/V

o

-1）×R

6

（2.1-7）

三、实验步骤

（一）计算机仿真部分

1、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,B 通道接放大器输出信号。按Run键开始仿真。

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. 撤掉信号发生器,使输入信号电压i V =0,用万用表测量三极管三个极分别对地的电压E V ，B V ，

C

V ，

CEQ

V ，

EQ

I ，根据

E EQ

R V I =

EQ ,算出EQ CQ I I =。

将测量值记录于下表中,并与估算值进行比较。

2、电压放大倍数的测量

输入信号是1kHz ，幅度是20mVpp 正弦信号，利用实验原理中的公式（2.1-5）分别计算输出端开路和R 6=2k Ω时的电压放大倍数，并用示波器双踪观察V o 和V i 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V s 和V i ，用式（2.1-6）便可计算R i 的大小。如图2.1-11所示。