负反馈放大电路实验报告

实验二由分立元件构成的负反馈放大电路

一、实验目的

1．了解N沟道结型场效应管的特性和工作原理；

2．熟悉两级放大电路的设计和调试方法；

3．理解负反馈对放大电路性能的影响。

二、实验任务

设计和实现一个由N沟道结型场效应管和NPN型晶体管组成的两级负反馈放大电路。结型场效应管的型号是2N5486，晶体管的型号是9011。

三、实验内容

1. 基本要求：利用两级放大电路构成电压并联负反馈放大电路。

（1）静态和动态参数要求

1）放大电路的静态电流I DQ和I CQ均约为2mA；结型场效应管的管压降U GDQ < - 4V，晶体管的管压降U CEQ = 2～3V；

2）开环时，两级放大电路的输入电阻要大于90kΩ，以反馈电阻作为负载时的电压放大倍数的数值≥ 120；

3）闭环电压放大倍数为10

s

o

sf

-

≈=U

U

A u

& &

&。

（2）参考电路

1）电压并联负反馈放大电路方框图如图1所示，R模拟信号源的内阻；R f为反馈电阻，取值为100 kΩ。

图1 电压并联负反馈放大电路方框图

2）两级放大电路的参考电路如图2所示。图中R g3选择910kΩ，R g1、R g2应大于100kΩ；

C1～C3容量为10μF，C e容量为47μF。考虑到引入电压负反馈后反馈网络的负载效应，应在放大电路的输入端和输出端分别并联反馈电阻R f，见图2，理由详见“五附录－2”。

3.3kΩ

图2 两级放大电路

实验时也可以采用其它电路形式构成两级放大电路。

（3）实验方法与步骤

1）两级放大电路的调试

a.电路图：（具体参数已标明）

¸

b. 静态工作点的调试

实验方法：

用数字万用表进行测量相应的静态工作点，基本的直流电路原理。

第一级电路：调整电阻参数， 4.2

s

R k

≈Ω，使得静态工作点满足：I DQ约为2mA，U GDQ <

- 4V。记录并计算电路参数及静态工作点的相关数据（I DQ，U GSQ，U A，U S、U GDQ）。

实验中，静态工作点调整，实际4

s

R k

=Ω

第二级电路：通过调节R b2，240

b

R k

≈Ω，使得静态工作点满足：I CQ约为2mA，U CEQ = 2～

3V。记录电路参数及静态工作点的相关数据（I CQ，U CEQ）。

实验中，静态工作点调整，实际

2

41

b

R k

=Ω

c. 动态参数的调试

输入正弦信号U s ，幅度为10mV ，频率为10kHz ，测量并记录电路的电压放大倍数

s o11U U A u &&&=、s

o U U A u &&&=、输入电阻R i 和输出电阻R o 。 电压放大倍数：（直接用示波器测量输入输出电压幅值）

输入电阻： 测试电路：

¸

开关闭合、打开，分别测输出电压1o V 和2o V ，代入表达式：

2

112

o i o o V R R V V =-&&&

输出电阻： 测试电路：

¸

记录此时的输出：0.79V

ol V =

1.57(1)=3

2.960.79o

o L o

V R R k V '=-⨯Ω=Ω&&（-1）k

2）两级放大电路闭环测试

在上述两级放大电路中，引入电压并联负反馈。合理选取电阻R （9.4k Ω）的阻值，使得闭环电压放大倍数的数值约为10。

电路图：

¸

输入正弦信号U s ，幅度为100mV ，频率为10kHz ，测量并记录闭环电压放大倍数

s

o sf U U A u &&&=、输入电阻R if 和输出电阻R of 。 实验中，取R=10kom 。

电压放大倍数：（直接用示波器测量输入输出电压幅值）

输入电阻：测试电路：

¸

测量原理为：

1

i

i

i i

V

R R

V V

=

'-

&

&&（R1此时为10kom）

记录数据：

输出电阻：

测试电路：

VCC

12V

Rb1

15k¦¸

Rb2

41k¦¸

Rc

3.3k¦¸

Rs

4k¦¸

Re

1.2k¦¸

C1

10uF

C2

10uF

C3

10uF

Q1

MRF9011LT1_A

Ce

47uF

Q2

2N5486

Rg2

300k¦¸

Rg1

300k¦¸

Rg3

910k¦¸

Rf

100k¦¸XFG1

XSC1

A B C D

G

T

R1

10k¦¸

8

3

VCC

5

4

2

1

6

7

R2

1k¦¸

9

记录此时的输出：0.75V

ol

V=

0.95

(1)=

0.75

o

o L

o

V

R R

V

'

=-⨯ΩΩ

&

&（-1）1k=267

提示1：闭环测试时，需将输入端和输出端的等效负载R f断开。

提示2：输入电阻R if指放大电路的输入电阻，不含R。

2. 提高要求：电流并联负反馈放大电路

参考实验电路如图3所示，其中第一级为N沟道结型场效应管组成的共源放大电路；第

二级为NPN型晶体管组成的共射放大电路。

输入正弦信号U s，幅度为100mV，频率为10kHz，测量并记录闭环电压放大倍数

s

o

sf

U

U

A

u

&

&

&=、输入电阻R

if和输出电阻R of。

图3 电流并联负反馈放大电路

电压放大倍数：（直接用示波器测量输入输出电压幅值）