厦门大学模电实验四

实验四单级放大电路

一、实验目的

1、学会在面包板上搭接电路的方法；

2、学习放大电路的调试方法；

3、掌握放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输出电阻和通频带测量方法；

4、研究负反馈对放大器性能的影响；了解射级输出器的基本性能；

5、了解静态工作点对输出波形的影响和负载对放大电路倍数的影响。

二、实验原理

（一）单级低频放大器的模型和性能

1、单级低频放大器的模型：

单级低频放大器能将频率从几十Hz~几百kHz的低频信号进行不失真地放大，是放大器中最基本的放大器，单级低频放大器根据性能不同可分为基本放大器和负反馈放大器。

从放大器的输出端取出信号电压（或电流）经过反馈网络得到反馈信号电压（或电流），送回放大器的输入端称为反馈。若反馈信号的极性与原输入信号的极性相反，则为负反馈。

根据输出端的取样信号（电压或电流）与送回输入端的连接方式（串联或并联）的不同，一般可分为四种反馈类型——电压串联反馈、电流串联反馈、电压并联反馈和电流并联反馈。负反馈是改变放大器及其他电子系统特性的一种重要手段。负反馈使放大器的净输入信号减小，因此放大器的增益下降；同时改善了放大器的其他性能：提高了增益稳定性，展宽了通频带，减小了非线性失真，以及改变了放大器的输入阻抗和输出阻抗。负反馈对输入阻抗和输出阻抗的影响跟反馈类型有关。由于串联负反馈是在基本放大器的输入回路中串接了一个反馈电压，因而提高了输入阻抗，而并联负反馈是在输入回路上并联了一个反馈电流，从而降低了输入阻抗。凡是电压负反馈都有保持输出电压稳定的趋势，与此恒压相关的是输出阻抗减小；凡是电流负反馈都有保持输出电流稳定的趋势，与此恒流相关的是输出阻抗增大。 2、单级电流串联负反馈放大器与基本放大器的性能比较：

电路图2是分压式偏置的共射基本放大电路，它未引入交流负反馈。电路图3是在图2的基础上，去掉射极旁路电容Ce，这样就引入了电流串联负反馈。

2、单级电流串联负反馈放大器与基本放大器的性能比较

3、射极输出器的性能：

射极输出器是单级电压串联负反馈电路，由于它的交流输出电压V

全部反

Q

馈回输入端，故其电压增益：

A vf =（1+β）R

L

’/r

be

+（1+β）R

L

’≤1

输入电阻：R

if =R

b

//[r

be

+（1+β）R

L

’]，式中R

L

’=Rc//R

L

输出电阻：R

of =Re//[(R

b

//Rs)+r

be

]/(1+β)

射极输出器由于电压放大倍数A

vf

≈1，故它具有电压跟随特性，且输入电阻高，输出电阻低的特点，在多级放大电路中常作为隔离器，起阻抗变换作用。（二）放大器参数及其测量方法

1、静态工作点的选择

放大器要不失真地放大信号，必须设置合适的静态工作点Q。为获得最大不失真输出电压，静态工作点应选在输出特性曲线上交流负载线中点，若选得太高就容易饱和失真，太低容易截止失真。

若放大器对小信号放大，由于输出交流幅度很小，非线性失真不是主要问题，故Q点不一定要选在交流负载线中点，一般前置放大器的工作点都选的低一点，降低功耗和噪声，并提高输入阻抗。

采用简单偏置的放大电路，其静态工作点将随温度变化而变化，若采用电流负反馈分压式偏置电路，具有自动稳定工作点的能力，获得广泛应用。

2、静态工作点测量与调试

根据定义，静态工作点是指放大器不输入信号且输入端短路（接电路COM）时，三极管的电压和电流参数。静态工作点只测量三极管三级对电路COM的直流

电压（V

BQ 、V

EQ

、V

CQ

），通过换算得出静态工作点的参数。

V BEQ =V

BQ

-V

EQ

；V

CEQ

=V

CQ

-V

EQ

；I

CQ

=V

EQ

/ R

E

；

3、单极放大电路的电压放大倍数Av

低频放大器的电压放大倍数是指在输出不失真的条件下，输出交流电压与输入交流电压的比值：

Av=Vo / Vi= -βR

L ’/ r

be

；式中：R

L

’=Rc//R

L

，r

be

= r

bb

+26（1+β）/ I

EQ

；

4、放大倍数的测量

放大倍数按定义式进行测量，即输出交流电压与输入交流电压的比值。通常采用示波器比较测量法（适用于非正弦电压）和交流电压表测量（适用于正弦电压）。

5、输入阻抗的测量

放大器输入阻抗为从输入端向放大器看进去的等效电阻，即：Ri=Vi / Ii；该电阻为动态电阻，不能用万用表测量。为避免测量输入电路中电流，改为测电压进行换算。

Ri=Vi / Ii=Vi/(Vs-Vi)R；

6、输出阻抗测量

放大器输出阻抗为从输出端向放大器看进去的等效电阻，即：Ro=Vo/Io；该电阻为动态电阻，不能用万用表测量。

若输出回路不并接负载R

L ，则输出测量值为：V

o∞

；若输出回路并接负载R

L

，

则输出测量值为：V

oL

，则：

Ro=（V

o∞-V

oL

）/ Io=（V

o∞

/V

oL

-1）R

L

；

7、放大器幅频特性

放大器幅频特性是指放大器的电压放大倍数与频率的关系曲线。在中频段，电压放大倍数为最大值Av=Avm。在低频段和高频段，由于上述各种因素的影响不可忽略，使电压放大倍数下降。通常将电压放大倍数下降到中频段Avm的0.707

倍时所对应的频率，称为放大器的上限频率f

H 和下限频率f

L

，f

H

与f

L

之差称为