分压式放大电路 (2)

分压式单级放大电路

课程名称：分压式单级放大电路

学院:：计算机学院

班级：信息安全专业 192111

小组成员：王莉娜，韩春玲，李晓

指导老师：罗大鹏

日期：20112年5月

目录

第一章课题简介 (2)

（小组成员介绍及分工） (2)

第二章初始分析 (3)

（原理分析） (4)

第三章电路的设计方案 (6)

第四章实验内容 (7)

第五章设计评价及改进方案 (12)

第六章心得体会 (13)

第七章参考文献及鸣谢 (14)

第一章课题简介

通过实验箱制作并测试一个三极管共发射极放大电路，

要求如下：

（1）放大电路输出为正弦波，波形无明显失真

（2）放大信号的频率范围：1kHz——100kHz （3）电压放大倍数>100

（4）输出电压峰-峰值：Vp-p>5+/-0.1V

（5）测量电路输入、输出电阻及真实的放大倍数

（6）讨论该电路的优缺点及改进方案

实验器材

小组分工：

初始分析

（实验原理）

1.晶体管的放大作用

晶体管具有电流放大作用，它的实质是电流控制作用，在共射接法的NPN 型晶体管中一个较小的基极电流微小变化，就能引起集电极电流的很大变化从而实现电流放大作用。

I C =I CE +I CBO ≈I CE

I CE 与I BE 之比称为电流放大倍数

B

C

CBO B CBO C BE CE I I I I I I I I ≈--==

β I B =I BE -I CBO ≈I BE

共射接法采用发射极正向偏置集电极反向偏置的接法

2.晶体管的输出特性曲线

I E

I C

要使三极管能正常放大，需了解三极管的输出特性曲线输出特性曲线是在I B 为一常数时，输出回路中I C 与U CE 的关系曲线，它反映了晶体管输出回路中电压与电流的关系。

晶体管可以工作在输出特性曲线的3个区域内，如图：

输出特性曲线的近于水平部分是放大区。晶体管工作在放大区的主要特征是：发射极正向偏置，集电极反向偏置，I C 与I B 具有线性关系：

I C =βI B 。在放大电路中晶体管必须工作在放大区。所以实验中静

态工作点必须合适。

3.由于晶体管工作一段时间后温度会上升，使得β会发生改变，固定偏置电路的Q 点是不稳定的。 Q 点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏置电路，当

1

2 3 4 CE (V) 6

9

=0 μA

μA μA μA μA

温度升高、 I C 增加时，能够自动减少I B ，从而抑制Q 点的变化。保持Q 点基本稳定。

综上，小组成员讨论拟采用分压式放大电路以稳定静态工作点， 分压式偏置电路能自动稳定工作点。其中R B1和R B2构成偏置电路 由电阻R B1和R B2分压为晶体管提供一个固定的基极电位U B 。

C B B B B B E R R R R I U ⋅+≈

⋅=2

12

22

可见放大电路的静态工作点U B 与晶体管的参数无关，不受温度的影响，从而实现了静态工作点的稳定。

第二章 电路设计方案

u o

经小组成员讨论设计的电路图为分压式放大电路电路图如下：

注：其中E 为实验箱上提供的直流电压大小为12V,Ui 为信号源提供的交流正弦电信号，U 0信号接入示波器的通道1以便观察放大倍数，同时Ui 接入示波器的通道2当两个波形同时显示时能观察到是否反向，同时从示波器上读出放大倍数。

连接交流信号源之前需测量静态工作点，本实验准备测量的静态工作点为U B ,U BE ,U CE .三个量。

第三章 实验内容

u o

1．静态工作点的测量与计算

U CE =3.97V

可以看到晶体管工作在放大区

U B 的测量值为2.18V

U BE 的测量值为0.67V

V 18.2B

=U mA

51.1167.018.2E BE B E C =-=-=≈K U R U I I A 7.37m A 40

51

.1C

B μβ

==

=

I I

U CE的测量值为3.97V 2.输入信号，观察放大波形

该波形信号发生器显示的频率为1.124KHz,输出信号的峰峰值为52mV.从示波器上读出放大信号的峰峰值为约为5.3V，输入信号Ui约为45.3mV。可以计算出该放大电路的放大倍数A=-117，放大后的电压的峰峰值为5.3V达到了实验要求的5V。放大倍数也超过了实验要求中的100倍。而后我们又观察了频率为100KHz时的波

形如下：

3.输入电阻及输出电阻的测量

测出等效电阻r i和r0两端电压，

测得输入电阻为：0.98千欧

输出电阻为5.05千欧

4．理论值的计算

真实放大倍数

输入电阻

输出电阻 r 0=Rc=5.1 误差分析：

实验结果：由于β的值不确定，在实验中假定其为40，可以看出在误差允许范围内本实验的结果基本正确，完成了课题要求。

96.1005)

mA ()mV (26)1()(300=++Ω=E be I r β79.20200596.11.540-=⨯-=-=be C u r R A β8729

.20////21==B be B i R r R r Ω

K Ω%3.42%10079

.202)79.202(117%100u u =⨯----=⨯-=理理实A A Au W u A %27.12%1008927.08927.098.0%100i ri ri ri =⨯--=⨯--=理理实

r W %98.0%1001.51.505.5%100r r 0r00r 0=⨯-=⨯=实理

实—W