电压放大电路设计

东南大学电工电子实验中心

实验报告

课程名称：电子电路实践

第三次实验

实验名称：电压放大电路设计

院（系）：吴健雄学院专业：电类

姓名：周晓慧学号：61010212

实验室: 实验组别：

同组人员：实验时间：2012年4月27日评定成绩：审阅教师：

实验三电压放大电路设计

一、实验目的

1.掌握单级放大电路的设计、工程估算、安装和调试；

2.了解三极管各项基本器件参数、工作点、偏置电路、输入阻抗、输出阻抗、增益、幅频

特性等的基本概念以及测量方法；

3.了解负反馈对放大电路特性的影响。

4.掌握多级放大电路的设计、工程估算、安装和调试；

5.掌握基本的模拟电路的故障检查和排除方法，深化示波器、稳压电源、交流毫伏表、

函数发生器的使用技能训练。

二、预习思考：

1.器件资料：

上网查询本实验所用的三极管9013的数据手册，画出三极管封装示意图，标出每个管脚的名称，将相关参数值填入下表：

2.

图3-3中偏置电路的名称是什么？简单解释是如何自动调节晶体管的电流I C以实现稳定直流工作点的作用的，如果R1、R2取得过大能否再起到稳定直流工作点的作用，为什么？

答：由于R1、R2起到分压的作用，确保电路的静态工作点，从而使得Ic，Ib稳定。

因为，R1、R2起到稳定工作点的作用在于忽略基极电流大小，此时必须保证R1、R2中的电流够大，如果R1、R2取值过大，导致R1，R2电路中电流很小，这样就无法忽略基极中的电流，从而不能再稳定直流工作点。

3.电压增益：

(I)对于一个低频电压放大器，一般希望电压增益足够大，根据您所学的理论知识，分

析有哪些方法可以提高电压增益，分析这些方法各自优缺点，总结出最佳实现方案。

答：对单级放大器而言，共射和共基和放大倍数是相对较大的，但是缺陷是输出阻抗较大。共集放大倍数小于1，约等于1,但是输出阻抗远小于共射和共基，在希望有较大的电压增益时一般不会采用。

对于共射的增益

//

c l u

be

R R A

r

β

=-

由于β、

be

r是三极管本身参数，都无法改变，因此可以通过适当增大Rc或负载Rl的方

法增大增益。

多级放大器级联可以利用共射、共基和共集各自的输入输出特性，组成级联放大电路，从而使得电路的特性达到最优化，但是具体的电路参数要根据实际的要求来决定。

(II)实验中测量电压增益的时候用到交流毫伏表，试问能否用万用表或示波器，为什么？

答：不能。原因是实验中所测的信号幅度都很小，而万用表和示波器测量时本身的信号干扰等误差是不可避免的，会导致信号有很大毛刺，相比较而言交流毫伏表测量的干扰就要小很多。

4.输入阻抗：

1)放大器的输入电阻R i反映了放大器本身消耗输人信号源功率的大小，设信号源内

阻为R S，试画出图3-3中放大电路的输入等效电路图，通过连线回答下面的问题，

并做简单解释：

R i = R S放大器从信号源获取较大电压

R i << R S放大器从信号源吸取较大电流

R i >> R S放大器从信号源获取最大功率

答：1、R i= R S时，放大器从信号源获取最大功率，因为当R i= R S，由于P=[Us/(Ri+Rs)]2Ri，此时P最大。

2、R i<

3、当R i>>R S，输入阻抗较大，由U=Us/(Ri+Rs)*Ri，此时分得电压较大。

2)图3-1是实际工程中测量放大器输入阻抗的原理图，试根据该图简单分析为什么串

接电阻R S的取值不能太大也不能太小。

图3-1 放大器输入阻抗测量原理图

答：因为必须保证器件正常工作，所以放大器的输入电压电流等受到限制，若Rs太小，则Us≈Ui，若Rs 太大，则Ui<

3)对于小信号放大器来说一般希望输入阻抗足够高，根据您所学的理论知识，分析

有哪些方法可以提高图3-3中放大电路的输入阻抗。

答：由于分压式共射放大电路的输入阻抗Ri=R1//R2//rbe，其中rbe是三极管的本身属性无法改变，因此要增大输入阻抗，同时要保持静态工作点不变，可以适当的同比例增大R1、R2。

5.输出阻抗：

1)放大器输出电阻R O的大小反映了它带负载的能力，试分析图3-3中放大电路的输

出阻抗受那些参数的影响，设负载为R L，画出输出等效电路图，通过连线回答下

面的问题，并做简单解释。

R O = R L 负载从放大器获取较大电压

R O << R L 负载从放大器吸取较大电流 R O >> R L 负载从放大器获取最大功率 答：R O = R L ，负载从放大器获取最大功率。 R O <

R O >>R L ，负载从放大器吸取较大电流。

原理与上面输入阻抗部分是一致的，只是将输出阻抗看成Rs ，负载看成输入。 2) 图3-2是实际工程中测量放大器输出阻抗的原理图，试根据该图简单分析为什么电

阻R L 的取值不能太大也不能太小。

图3-2 放大器输出阻抗测量原理图

答：

()o o o l I U '/R R =+，()o o l o l U U '*R /R R =+。要保证这两个值都不太小，就必须

保证Rl 适中。若Rl 过小则Uo 会很小，若Rl 过大则导致Io 较小。

3) 对于小信号电压放大器来说一般希望输出阻抗足够小，根据您所学的理论知识，

分析有哪些方法可以减小图3-3中放大电路的输出阻抗。

答：由于共集电极放大器的输出阻抗很小，故可在后面串入一共集放大电路，减小输出阻抗。倘若对单级的共发射极放大电路而言，因为Ro 约等于Rc ，所以可适当减小Rc 。 6. 计算图3-3中各元件参数的理论值，其中

已知：V CC =12V ，U i =5mV ，R L =3K Ω，R S =1K Ω， T 为9013

指标要求：A u >50，R i >1 K Ω，R O <3K Ω，f L <100Hz ，f H >100kHz （建议I C 取2mA ） 用Multisim 软件对电路进行仿真实验，仿真结果填写在预习报告中。 1)

仿真原理图

2)

参数选择计算