单管放大电路实验报告
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单管放大电路
一、实验目的
1. 掌握放大电路直流工作点的调整与测量方法； 2． 掌握放大电路主要性能指标的测量方法； 3． 了解直流工作点对放大电路动态特性的影响； 4． 掌握射极负反馈电阻对放大电路特性的影响； 5． 了解射极跟随器的基本特性。
二、实验电路
实验电路如图 2.1 所示。图中可变电阻 RW 是为调节晶体管静态工作点而设置的。
2 Q1
12V C2 10µF
Rb2 15.0kΩ
M3 RF9011L*
Re1 200Ω
Re2 1kΩ
Ce 47µF
示波器显示如下：
故输出电阻
当
时，电路如下：
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
C1 7
10µF
V2
5mVrms 1kHz 0°
Rw 3830Ω
R 36.0kΩ
VCC
Rc 3.3kΩ
可见，静态工作点与电路元件参数及晶体管β均有关。 在实际工作中，一般是通过改变上偏置电阻 RB1（调节电位器 RW）来调节静态工作点 的。RW 调大，工作点降低（ICQ 减小），RW 调小，工作点升高（ICQ 增加）。
一般为方便起见，通过间接方法测量 I CQ ，先测VE ， I CQ I EQ VE /(RE1 RE2 ) 。
需要注意，测量放大电路的动态指标必须在输出波形不失真的条件下进行，因此输入信 号不能太大，一般应使用示波器监视输出电压波形。
三、预习计算
1. 当
时
由实验原理知计算结果如下：
可以解出 由此可以计算出该放大电路的输入电阻 输出电阻为 电压增益
2. 当
时
由实验原理知计算结果如下：
利用回路的分压特性 可以解得 由此可以计算出该放大电路的输入电阻 输出电阻为 电压增益
Rb2 15.0kΩ
VCC
Rc 3.3kΩ
2 Q1
12V C2 10µF
M3 RF9011L*
Re1 200Ω
Re2 1kΩ
Ce 47µF
8
Rl 5.1kΩ
示波器显示如下：
故 测量输出电阻。当负载电阻接入时电路如下：
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
C1 7
10µF
V2
5mVrms 1kHz 0°
Rw 3830Ω
R 36.0kΩ
VCC
Rc 3.3kΩ
2 Q1
12V
C2 8
10µF
Rb2 15.0kΩ
M3 RF9011L*
Re1 200Ω
Re2 1kΩ
Ce 47µF
Rl 5.1kΩ
示波器结果如下：
当负载电阻不接入时，电路如下：
当
时，电路如下：
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
C1 7
10µF
V2
5mVrms 1kHz 0°
Rw 38.9kΩ
R 36.0kΩ
VCC
Rc 3.3kΩ
2 Q1
12V
C2 8
10µF
Rb2 15.0kΩ
M3 RF9011L*
Re1 200Ω
Re2 1kΩ
Ce 47µF
Rl 5.1kΩ
3.当 与 并联时
时，可知
仍然成立，而此时：
四、仿真结果
搭建电路如下：
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
C1 7
10µF
V2
5mVrms 1kHz 0°
Rw 38.9kΩ
R 36.0kΩ
VCC
Rc 3.3kΩ
2 Q1
12V
C2 8
Hale Waihona Puke Baidu10µF
Rb2 15.0kΩ
M3 RF9011L*
Re1 200Ω
Re1 200Ω
Re2 1kΩ
Ce 47µF
8
Rl 5.1kΩ
示波器显示如下：
故 测量输出电阻。当负载电阻接入时电路如下：
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
C1 7
10µF
V2
5mVrms 1kHz 0°
Rw 38.9kΩ
R 36.0kΩ
VCC
Rc 3.3kΩ
2 Q1
12V
C2 8
10µF
2 Q1
12V
C2 8
10µF
Rb2 15.0kΩ
M3 RF9011L*
Re1 200Ω
Re2 1kΩ
Ce 47µF
Rl 5.1kΩ
示波器显示如下：
故放大倍数 测量输入电阻时电路如下：
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
C1 7
R1 10µF 1.0kΩ
V2
5mVrms 1kHz 0°
Rw 3830Ω R 36.0kΩ
R1 1.0kΩ
示波器显示如下：
故放大倍数
测量输入电阻时电路如下：
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
C1 7
R1 10µF 1.0kΩ
V2
5mVrms 1kHz 0°
Rw 38.9kΩ R 36.0kΩ
Rb2 15.0kΩ
VCC
Rc 3.3kΩ
2 Q1
12V C2 10µF
M3 RF9011L*
Re2 1kΩ
Ce 47µF
Rl 5.1kΩ
1.静态工作点的调整
用参数扫描找到静态时使 同时测得：
的电阻
如下：
用参数扫描找到静态时使
的电阻
如下图：
同时测得：
如下：
总结数据如下：
38.9
8.6945
3.83
5.400
2.工作点对放大电路动态特性的影响
1.2077 2.412
7.4869 2.9877
Rb2 15.0kΩ
M3 RF9011L*
Re1 200Ω
Re2 1kΩ
Ce 47µF
Rl 5.1kΩ
示波器显示如下：
当负载电阻不接入时，电路如下：
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
C1 7
10µF
V2
5mVrms 1kHz 0°
Rw 38.9kΩ
R 36.0kΩ
8
VCC
Rc 3.3kΩ
2.放大电路的电压增益与输入、输出电阻
u
(RC // RL ) rbe
Ri RB1 // RB2 // rbe
RO RC
式中晶体管的输入电阻 rbe＝rbb′＋（β＋1）VT/IEQ ≈ rbb′＋（β＋1）×26/ICQ（室温）。
3.放大电路电压增益的幅频特性
放大电路一般含有电抗元件，使得电路对不同频率的信号具有不同的放大能力，即电压 增益是频率的函数。电压增益的大小与频率的函数关系即是幅频特性。一般用逐点法进行测 量。测量时要保持输入信号幅度不变，改变信号的频率，逐点测量不同频率点的电压增益， 以各点数据描绘出特性曲线。由曲线确定出放大电路的上、下限截止频率 fH、fL 和频带宽度 BW＝fH－fL。
三、实验原理 1.静态工作点的估算
将基极偏置电路VCC ， RB1 和 RB2 用戴维南定理等
效成电压源。
开
路
电
压
VBB
RB2 RB1 RB2
VCC
，内阻
RB RB1 // RB2
则
I BQ
RB
VBB VBEQ ( 1)(RE1
RE2 )
，
I CQ I BQ
VCEQ VCC (RC RE1 RE 2 )I CQ
一、实验目的
1. 掌握放大电路直流工作点的调整与测量方法； 2． 掌握放大电路主要性能指标的测量方法； 3． 了解直流工作点对放大电路动态特性的影响； 4． 掌握射极负反馈电阻对放大电路特性的影响； 5． 了解射极跟随器的基本特性。
二、实验电路
实验电路如图 2.1 所示。图中可变电阻 RW 是为调节晶体管静态工作点而设置的。
2 Q1
12V C2 10µF
Rb2 15.0kΩ
M3 RF9011L*
Re1 200Ω
Re2 1kΩ
Ce 47µF
示波器显示如下：
故输出电阻
当
时，电路如下：
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
C1 7
10µF
V2
5mVrms 1kHz 0°
Rw 3830Ω
R 36.0kΩ
VCC
Rc 3.3kΩ
可见，静态工作点与电路元件参数及晶体管β均有关。 在实际工作中，一般是通过改变上偏置电阻 RB1（调节电位器 RW）来调节静态工作点 的。RW 调大，工作点降低（ICQ 减小），RW 调小，工作点升高（ICQ 增加）。
一般为方便起见，通过间接方法测量 I CQ ，先测VE ， I CQ I EQ VE /(RE1 RE2 ) 。
需要注意，测量放大电路的动态指标必须在输出波形不失真的条件下进行，因此输入信 号不能太大，一般应使用示波器监视输出电压波形。
三、预习计算
1. 当
时
由实验原理知计算结果如下：
可以解出 由此可以计算出该放大电路的输入电阻 输出电阻为 电压增益
2. 当
时
由实验原理知计算结果如下：
利用回路的分压特性 可以解得 由此可以计算出该放大电路的输入电阻 输出电阻为 电压增益
Rb2 15.0kΩ
VCC
Rc 3.3kΩ
2 Q1
12V C2 10µF
M3 RF9011L*
Re1 200Ω
Re2 1kΩ
Ce 47µF
8
Rl 5.1kΩ
示波器显示如下：
故 测量输出电阻。当负载电阻接入时电路如下：
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
C1 7
10µF
V2
5mVrms 1kHz 0°
Rw 3830Ω
R 36.0kΩ
VCC
Rc 3.3kΩ
2 Q1
12V
C2 8
10µF
Rb2 15.0kΩ
M3 RF9011L*
Re1 200Ω
Re2 1kΩ
Ce 47µF
Rl 5.1kΩ
示波器结果如下：
当负载电阻不接入时，电路如下：
当
时，电路如下：
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
C1 7
10µF
V2
5mVrms 1kHz 0°
Rw 38.9kΩ
R 36.0kΩ
VCC
Rc 3.3kΩ
2 Q1
12V
C2 8
10µF
Rb2 15.0kΩ
M3 RF9011L*
Re1 200Ω
Re2 1kΩ
Ce 47µF
Rl 5.1kΩ
3.当 与 并联时
时，可知
仍然成立，而此时：
四、仿真结果
搭建电路如下：
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
C1 7
10µF
V2
5mVrms 1kHz 0°
Rw 38.9kΩ
R 36.0kΩ
VCC
Rc 3.3kΩ
2 Q1
12V
C2 8
Hale Waihona Puke Baidu10µF
Rb2 15.0kΩ
M3 RF9011L*
Re1 200Ω
Re1 200Ω
Re2 1kΩ
Ce 47µF
8
Rl 5.1kΩ
示波器显示如下：
故 测量输出电阻。当负载电阻接入时电路如下：
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
C1 7
10µF
V2
5mVrms 1kHz 0°
Rw 38.9kΩ
R 36.0kΩ
VCC
Rc 3.3kΩ
2 Q1
12V
C2 8
10µF
2 Q1
12V
C2 8
10µF
Rb2 15.0kΩ
M3 RF9011L*
Re1 200Ω
Re2 1kΩ
Ce 47µF
Rl 5.1kΩ
示波器显示如下：
故放大倍数 测量输入电阻时电路如下：
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
C1 7
R1 10µF 1.0kΩ
V2
5mVrms 1kHz 0°
Rw 3830Ω R 36.0kΩ
R1 1.0kΩ
示波器显示如下：
故放大倍数
测量输入电阻时电路如下：
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
C1 7
R1 10µF 1.0kΩ
V2
5mVrms 1kHz 0°
Rw 38.9kΩ R 36.0kΩ
Rb2 15.0kΩ
VCC
Rc 3.3kΩ
2 Q1
12V C2 10µF
M3 RF9011L*
Re2 1kΩ
Ce 47µF
Rl 5.1kΩ
1.静态工作点的调整
用参数扫描找到静态时使 同时测得：
的电阻
如下：
用参数扫描找到静态时使
的电阻
如下图：
同时测得：
如下：
总结数据如下：
38.9
8.6945
3.83
5.400
2.工作点对放大电路动态特性的影响
1.2077 2.412
7.4869 2.9877
Rb2 15.0kΩ
M3 RF9011L*
Re1 200Ω
Re2 1kΩ
Ce 47µF
Rl 5.1kΩ
示波器显示如下：
当负载电阻不接入时，电路如下：
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
C1 7
10µF
V2
5mVrms 1kHz 0°
Rw 38.9kΩ
R 36.0kΩ
8
VCC
Rc 3.3kΩ
2.放大电路的电压增益与输入、输出电阻
u
(RC // RL ) rbe
Ri RB1 // RB2 // rbe
RO RC
式中晶体管的输入电阻 rbe＝rbb′＋（β＋1）VT/IEQ ≈ rbb′＋（β＋1）×26/ICQ（室温）。
3.放大电路电压增益的幅频特性
放大电路一般含有电抗元件，使得电路对不同频率的信号具有不同的放大能力，即电压 增益是频率的函数。电压增益的大小与频率的函数关系即是幅频特性。一般用逐点法进行测 量。测量时要保持输入信号幅度不变，改变信号的频率，逐点测量不同频率点的电压增益， 以各点数据描绘出特性曲线。由曲线确定出放大电路的上、下限截止频率 fH、fL 和频带宽度 BW＝fH－fL。
三、实验原理 1.静态工作点的估算
将基极偏置电路VCC ， RB1 和 RB2 用戴维南定理等
效成电压源。
开
路
电
压
VBB
RB2 RB1 RB2
VCC
，内阻
RB RB1 // RB2
则
I BQ
RB
VBB VBEQ ( 1)(RE1
RE2 )
，
I CQ I BQ
VCEQ VCC (RC RE1 RE 2 )I CQ