晶体管输出特性及静态工作点的测量

浙江万里学院实验报告

课程名称：电子技术基础 实验名称：晶体管输出特性及静态工作点的测量

专业班级：计算机164 姓名：林文辉 学号：2016011147 实验日期：2017.9.25

一、实验目的：

1．掌握三极管输出特性曲线的

2．掌握放大电路静态工作点的调整方法及其对放大电路性能的影响。 3．学习掌握protues 常用器件和仪表的使用。

二、实验内容：

（写出实验过程、步骤、结果、截图） 三 实验内容及步骤

（一）晶体管的输出特性曲线

晶体管，当基极电流I B 为常数时，集电极电流与I C 集射间电压U CE 的关系称为输出特性。函数式为I C =f(U CE )|I B =常数

当IB 改变时，可以得到对应的一簇曲线，这些曲线直接反映了晶体管的性能参数，是分析和设计放大电路的依据。

以NPN 型低功耗三极管2N3393为例，测试其输出特性曲线，搭建电路如图所示。 （1） 器件的选取如下表1。

选取器件完成仿真电路图，并进行相应的修改。可以双击图表修改。 （1）元件：

直流电源（DC ）；三极管（diode ）；终端接地（ground ）；电流探针（current probe ）,分析图表（TRANSFER ）

✧ 选

图标，点击P ，选择三极管（Transistors-Bipolar-2N3393）。

✧ 在电路中添加直流仿真电压源。点击

，选择DC 并放置，双击修改Generator

Name 。

✧ 在电路中添加直流仿真电流源。点击

，选择DC 并放置，双击，属性项改为Current

Source ，修改Generator Name 。 ✧ 点击

图标，放置地（GROUND ）。

✧点击直流信号源，在编辑框中点选manual Edits?如下图。

✧点击加入电流探针。直接将探针搭在被测支路上，注意调整电流方向

✧点击放置TRANSFER，选中，在适当位置拖动，点击左键放置，用于观察变化量

的变化过程。

（2）双击分析图表，对ib，uce的范围进行设置，如下图所示。

（3）在分析图表中加入仿真探针和发生器。在TRANSFER上点击右键，选择Add Traces...并设置，如下图。

（4））仿真分析，按下键盘空格键或者在TRANSFER上点击右键，选择Simulate Graph，得到仿真结果，双击可以画面变大，如图。

实验截图：

（二）分压式偏置电路实验

1. 连接电路

本实验为单电源供电的单管共射级放大电路，电路原理图如图所示。按照下图连接电路，所需元件的大小为：

✧电阻：R1=20k、R2=20k、R3=2.4k、R4=100、R5=1k，R6=10k、R7=20k

✧电容：Capacitors-generic-CAP-ELEC，C1=10uF、C2=10uF、C3=100uF

✧滑动变阻器：RV1=100k，POT-HG

✧三极管：选图标，点击P，选择三极管（Transistors-Bipolar-2N5551）。

✧地：点击图标，放置地（GROUND）。

✧电源：BATTERY

✧直流电压表、电流表：点击图标，选择DC VOLTMETER、DC AMMETER

✧信号发生器：点击图标，选择SIGNAL GENERATOR，AM和FM悬空不接，+接电路

的信号输入端，“-”接地。左边两个旋钮选择信号频率，右边两个选择信号幅值，左边微调，右边粗调。如果运行中不小心关掉了，可在【debug】中选择【VSM Signal Generator】来重现

✧示波器：点击图标，选择OSCILLOSCOPE，如果运行中不小心关掉了，可在【debug】

中选择【Digital Oscilloscope】来重现

2.设置合适的静态工作点

（1）按仿真运行按钮，把信号发生器的频率调为1KHZ，幅度尽可能大，直到观察到示波器显示的输出波形出现双失真为止，如下图。

（2）看看该失真波形是不是上下对称失真，如果不对称，调整滑动变阻器RV1来改变静态工作点使波形看似对称，如下图。

（3）减小信号发生器的幅值，使波形一段的失真刚好消失，如下图，说明静态工作点不合适。

（4）进一步调整滑动变阻器，使波形两端出现对称失真，再减小信号发生器的幅值，使波形一顶失真消失，反复几次，直到波形的两顶的失真刚好同时消失，这是的静态工作点是最合适的，保持滑动变阻器的位置不要再动。

（5）测静态工作点，电路中有直流电压源和交流电压源。当测量纯直流量时，交流电压源应该短路，只需把波形发生器的输出信号接地即可。从直流电压表和直流电流表可以读取静态工作点的值。

注意：三个电压表一定要直接连接到三极管的三个电极上，不能在电容C1前或者C2后。

根据自己测试的结果，完成下表。（表中已有数值为该电路的参考值）

单管共射放大电路静态工作点测量值

思考：

观察静态工作点对波形失真的影响，思考产生失真的原因。

静态工作点偏低，波形出现底部失真。静态工作点高，波形出现顶部失真。失真产生应该和静态工作点不合适有关，这将导致放大电路工作范围出现异常。（不在线性范围）

实验截图：

三、实验中出现的问题、解决方法及体会

经过了一次的实验，操作上大致已经没有什么问题了。

问题的话要说可能合适的静态工作点并不好找，无论是过高或者过低，都会导致失真，好在模电软件提供了可视的波形，而且调节信号发生器也很方便，所以只要耐心的按步骤一点点调节，还是比较好找到静态工作点的。

体会的话关于静态工作点有一些，静态工作点设置的偏低，波形出现底部失真。静态工作点高，波形出现顶部失真，还知道了两个名词，也就是和这两种情况对应的截止失真和饱和失真，所以选取合适的静态工作点很重要，它可以有效防止电路产生非线性失真，确保良好的放大效果