单级低频电压放大电路

东南大学电工电子实验中心

实验报告

课程名称：电子线路实践

第三、四次实验

实验名称：单级低频电压放大电路

院（系）：电气工程学院专业：

姓名：学号：

实验室：实验组别：无同组人员：实验时间：评定成绩：审阅老师：

实验报告格式

实验准备：

1.实验目的和要求（或电路需要实现的功能及主要功能指标）

2.实验原理及实现方案

3.实验电路设计与参数选择

4.需要设计的参数及数据测量方法

5.理论计算数据或软件模拟数据

6.实验数据记录格式

7.实验使用仪器准备（包括仪器的名称、型号、规格、编号、实用状况）

8.实验过程或实验步骤

实验过程：

1.实验步骤与实验数据记录

2.实验最终电路与电路参数

3.实验中出现的问题及解决方案

实验总结：

1.实验数据处理

2.实验误差分析

3.实验结果讨论

4.思考题

一、实验目的和要求

1、掌握单级放大电路的工程估算、安装和调试；

2、了解三极管各项基本器件参数、工作点、偏置电路、输入阻抗、输出阻抗、增益、幅频特性等的基本概

念以及测量方法；

3、掌握基本的模拟电路的故障检查和排除方法，深化示波器、稳压电源、交流电压表、函数发生器的使

用技能训练。

二、实验原理

预习思考：

1、器件资料：

上网查询本实验所用的三极管9013的数据手册，画出三极管封装示意图，标出每个管脚的名称，将相关参数值填入下表：

封装示意图如右图

2、 偏置电路：

教材图1-3中偏置电路的名称是什么，简单解释是如何自动调节BJT 的电流I C 以实现稳定直流工作点的作用的，如果R 1 、R 2取得过大能否再起到稳定直流工作点的作用，为什么？

答：该电路为射极偏置电路。

利用R1、R2构成的分压器给三极管基极b 提供电位UB 。如果满足电流I1>>IBQ 的条件，基极电位可以近似由U B=2

11R R R +=

⋅Vcc 。当环境温度升高，ICQ 增大，RE 压降增大。由于基极电位固定，

发射极上电压减小，IBQ 减小，使得ICQ 减小，通过这样的自动调节ICQ 趋于稳定。

如果R1 、R2取得过大，R1中电流很小，不能满足R1R2支路中的电流I1>>IBQ 的条件。此时，UBQ 在温度变化时无法保持基本不变，直流工作点稳定的实现失效。

3、 电压增益：

(I) 对于一个低频放大器，一般希望电压增益足够大，根据您所学的理论知识，分析有哪些方法可以提

高电压增益，分析这些方法各自优缺点，总结出最佳实现方案。 答：依据电压增益计算公式

'

''

26(1)300(1)

L

L L

V be

b e

CQ

R R R A mV r r r I βββββ⋅⋅⋅=-

=-=-

++++

采用下述方法可以提高电压增益：

✧ 增大集电极电阻RC 和负载的输入阻抗RL 。缺点：RC 太大，受VCC 的限制，会使晶体管进入饱

和区，电路将不能正常工作。

✧ Q 点适当选高，即增大ICQ 。缺点：电路耗电大、噪声高。 ✧ 选取高β值的三极管

✧ 选用多极放大电路级联形式来获取足够大的电压增益。一般二级电路的放大倍数可达几百倍，三

级电路的放大倍数可达几千倍。缺点：电路较复杂，输出信号易产生自激，需采取措施消除。 最佳方案是：在射结电阻两端并联一个大电容，对于交流近似短路，但不影响工作点的大小和稳定性，成为射极旁路电容。

(II) 实验中测量电压增益的时候用到交流毫伏表，试问如果用万用表或示波器可不可以，有什么缺点。

答：在频率低于100KHz 时万用表（指多功能数字式万用表，且其频率测量指标在100khz 以上）的交流挡和交流毫伏表都可以比较精确得测量交流电压，当频率大于100KHz 小于1MHz 时，万用表的测量精度下降，只能采用交流毫伏表测量，对于更高频率的信号，必须选择高频毫伏表测量。而示

波器测量的电压得精度一般比毫伏表低一个数量级，无法在需要精确测量电压值的时候使用。

4、 输入阻抗： (I) 放大器的输入电阻R i 反映了放大器本身消耗输人信号源功率的大小，设信号源内阻为R S ，试画出

图1-3中放大电路的输入等效电路图，回答下面的连线题，并做简单解释：

答：放大电路的输入等效电路图如右图，图中RS 为信号源内阻。信号源VS 、放大电路输入阻抗 Ri 、信号源内阻RS 串连成回路，计算可得：

S S i V I R R =

+ （1） S i i S i

V R

V R R =+（2）

2S S S i V P R R =+（3）22

()

S i

i S i V R P R R =+（4） ✧ 非理想信号源输出的VS 和RS 固定，输出功率有限，即VS ×I 为常量

✧ 根据公式（1），Ri << RS ，输出电流I 增加 ✧ 根据公式（2），Ri >> RS ，加在Ri 上的电压增加 ✧

根据公式（4），Ri ＝ RS ，加在Ri 上的功率最大

(II) 教材图1-4是实际工程中测量放大器输入阻抗的原理图，试根据该图简单分析为什么串接电阻R S

的取值不能太大也不能太小。

答：如果串联电阻RS 过大信号Vi 值将很小，电压表测量小信号的时候由于噪声干扰等原因测量精度下降，测量误差增加，RS 过小则信号Vi 值将很大，由于电压表分辨率有限，同样会引入较大误差

(III) 对于小信号放大器来说一般希望输入阻抗足够高，根据您所学的理论知识，分析有哪些方法可以提

高教材图1-3中放大电路的输入阻抗。 答：依据交流输入阻抗计算公式

1226////(1)300(1)

i be be b e CQ

mV R r R R r r r I ββ=≈=++=++

采用下述方法可以提高输入阻抗：

✧ 增大R1 、R2值，同时保证满足R1R2支路中的电流I1>>IBQ 的条件。 ✧ 选高ß值的三极管。

✧ 在保证输出信号不失真的情况下，降低静态工作点。

5、 输出阻抗：

(I) 放大器输出电阻R O 的大小反映了它带负载的能力，试分析教材图1-3中放大电路的输入阻抗受那

些参数的影响，设负载为R L ，画出输出等效电路图，回答下面的连线题，并做简单解释。

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