实验三：电子实做实验(射极跟随器)

实验三 射极跟随器实验

1. 实验目的

（1）熟悉射极跟随器的工程估算，掌握射极跟随器静态工作点的调整与测试方法。 （2）熟悉电路参数变化对静态工作点的影响；熟悉静态工作点对放大器性能的影响。 （3）掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及频率特性的测试方法。 （4）了解自举电路在提高射极跟随器的输入电阻中的作用。

2. 实验仪表及器材 （1）双踪示波器

（2）双路直流稳压电源 （3）函数信号发生器 （4）数字万用表

（5）双路晶体管毫伏表

3. 实验电路图

4. 知识准备

（1）复习共集电极放大器的相关理论知识。 （2）根据理论知识对实验电路的静态工作点、电压增益、输入电阻、输出电阻进行工程估算。

5. 实验原理 （1）基本原理

共集放大器又称射极输出器，它的输出信号取自于发射极，其电压放大倍数小于且接近于1

，

图1-1 射极跟随器

输入信号与输出信号是同相的，即输出信号基本上是随输入信号变化而变化，因此它又称为射极跟随器。由于射极跟随器的输入电阻高，向信号源索取的电流小；输出电阻小，有较强的带负载能力；因此它可以作为信号源或低阻负载的缓冲级，也可以在多级放大电路中作为输入级，以提高输入电阻，向信号源索取较小的电流，保证放大精度；同时也可以作为多级放大电路的输出级，用以增大带负载的能力。但由于基极偏置电阻的存在使输入电阻降低，从而发挥不出输入电阻高的优点；通常采用自举电路来起到大大提高输入电阻的作用；在使用射极跟随器的时候，要注意最大不失真输出电压的幅度，即跟踪范围。为了尽可能增大跟踪范围，应当把静态工作点安排在交流负载线的中点。

（2）静态工作点的调整

实验电路通过调节电位器R p 来调节静态工作点。 （3）静态工作点的测量

放大器的静态工作点是指当放大器的输入端短路时，流过三极管的直流电流I CQ 、I EQ 及三极管极间直流电压V CEQ 、V BEQ 。

静态工作点的测量就是测出三极管各电极对地直流电压V BQ 、V EQ 、V CQ ，从而计算得到V CEQ 和V BEQ 。而测量直流电流时，通常采用间接测量法测量，即通过直流电压来换算得到直流电流；这样即可以避免更动电路，同时操作也简单。

EQ CQ CEQ V V V -= EQ BQ BEQ V V V -= e EQ EQ R V I = C CQ CC CQ )(R V V I -=

（4）电压放大倍数的测量

电压放大倍数A u 是指输出电压U o 与输入电压U i 之比，即A u =U o /U i 。

测量电压放大倍数时需用示波器观察输出波形；在输出波形不失真的条件下，给定输入信号值（有效值U i 或峰值U ip 或峰峰值U ipp ），测量相应的输出信号值（有效值U o 或峰值U op 或峰峰值U opp ），则：

ipp

opp

ip op i o u U U U U U U A ===

（5）输入电阻的测量

输入电阻是指输入信号的电压与电流之比，即R i =U i /I i 。 由于实验电路的输入电阻较大，测量仪表的内阻引入则产生的分流作用不能忽略；所以采用图1-2所示的测试方法。

当开关K 合上时（即R 不接入），测量输出电压为U 01，并且U 01 = A u ×U s 当开关K 打开时（即R 接入时），测量输出电压为U 02，并且U 02 = A u ×U i

所以有： R U U U R U U U I U R 02

0102i S i

i i i

)(-=-==

可以证明，只有在0102012

1U U U =-时测量误差最小；同电阻R 的准确度直接影响测量的准确度，电阻R 不宜取得过大，否则易引入干扰；也不宜取得过小，否则易引起较大的测量误差。

因此，电阻R 应选择精密的电阻，同时选取R 和R i 一个数量级，且R ≈R i ，以减小测量误差。

（6）输出电阻的测量

输出电阻的大小表示带负载的能力；输出电阻越小，带负载的能力越强。 输出电阻的测量采用图1-3所示的测试方法。

开关K 打开时测出U o ，开关K 闭合时测出U oL ，测输出电阻为：

L oL

oL

o L oL oL o o R U U U R U U U R -=-=

可以证明，只有在o oL o 2

1

U U U =-时测量误差最小；同时电阻R L 的准确度直接影响测量的准确度，因此电阻R L 应选择精密的电阻，同时选取R L 和R o 一个数量级，且R L ≈R o ，以减小测量

误差。

6. 实验内容及步骤 （1）电路搭接

按图1-1搭接电路；注意三极管的管脚、电解电容的极性和电位器的正确接法。检查无误后方可通电。

（2）电路最大不失真状态的调整与测试

① 将直流稳压电源调至9V ，正确接入实验电路。输入正弦信号（f =1KHz 、U i =300mV ），用示波器观察输出U o 波形。逐渐增加U i 的幅度，输出波形会出现饱和（或截止）失真。调整电位器R p ，直至输入信号略有增加时，输出波形正负半周同时出现失真，说明三极管的静态工作点已被调在交流负载线的中点，电路最大不失真输出状态已调好，记录此时的最大输入电压U i 及最大输出电U o 压于表1-4中。

② 保持电路最大不失真输出状态不变，撤去输入信号，测量三极管的V BQ 、V EQ 、V CQ 及电位器的值R p （测量时应将电位器与电路完全断开），将测试值记录于表1-1中，计算相关数据。

表1-1 测试静态工作点

测试条件

测试数据

计算数据

R p (K Ω)

V CC (V) V BQ (V) V CQ (V) V EQ (V)

V BEQ (V )

V CEQ (V )

I EQ (mA )

图1-3 输出电阻测量原理图

图1-2 输入电阻测量原理图