单管放大电路实验报告—王剑晓

单管放大电路实验报告电03 王剑晓29单管放大电路报告一、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)掌握发射极负反馈电阻对放大电路动态特性的影响；(5)掌握信号源内阻R S对放大电路频带（上下截止频率）的影响；二、实验电路与实验原理实验电路如课本P77所示。

图中可变电阻R W是为调节晶体管静态工作点而设置的。

（1）静态工作点的估算与调整；将图中基极偏置电路V CC、R B1、R B2用戴维南定理等效成电压源，得到直流通路，如下图所示。

其开路电压V BB和内阻R B分别为：V BB= R B2/( R B1+R B2)* V CC;R B= R B19011L静态工作点在I CQ=1mA和2mA时，测量V CEQ的值，并记录R B1的值。

R B1可选用Multisim中的“Virtual Linear Potentiometer”元件。

b. 动态特性仿真在I CQ=1mA和2mA时，测量电压放大倍数和幅频特性。

其中输入正弦电压信号V i的幅度为5mV，频率为1kHz。

六、仿真心得：1）在仿真进行过程中，应保持R W的值不变；2）R W的量程要为100 kΩ；3）新接入万用表后，对电流和电压是有影响的，也就是会产生误差；4）看清楚要对谁测量，提前做好测量准备，以免测量时出现遗漏或差错；（一）预习报告1、预习计算晶体管的主要参数为：B=260，VBE=，rbb’=10欧，fT=300MHz,Cb’c=1pF,计算实验地那路的主要性能指标，以备与实验测试结果进行分析比较。

（1）首先计算直流状态下的I CQ、U CEQ以及此时的R w：I BQ=(V BB- U BEQ)/(R B+(I+ß)(R E1+ R E2))U CEQ =V CC- I CQ(R C+ R E1+ R E2)I CQ=1mA时，I BQ= I CQ/ ß=1/260mA; 带入，解得R B1=Ω;此时，U CEQ=I CQ=2mA时，I BQ= I CQ/ ß=2/260mA; 带入，解得R B1=Ω;此时，U CEQ=（2）其次，计算各交流量：电压放大倍数A U、输入电阻Ri、输出电阻R O：<1>I CQ=1mA时, R B1=Ω；此时r be=r bb’+U T/ I BQ=+26*= KΩ；U O i C（1）I CQ=2mA时，I BQ= I CQ/ ß=2/212mA; 带入解得R B1=Ω;此时，U CEQ=.其次，计算各交流量：电压放大倍数A U、输入电阻Ri、输出电阻R O：I CQ=1mA时, R B1=Ω；此时r be=r bb’+U T/ I BQ=10+26*212= KΩ；电压放大倍数为：A U =U O / U i=-ß(R C// R L)/ r be=;输入电阻Ri= R B1// R B2//r be= kΩ;输出电阻R O=R C= kΩ;I CQ=2mA时, R B1=Ω；此时r be=r bb’+U T/ I BQ=10+26*212/2= KΩ；电压放大倍数为：A U =U O / U i=-ß(R C// R L)/ r be=;输入电阻Ri= R B1// R B2//r be= kΩ;输出电阻R O=R C=Ω;提高要求：（I CQ=1mA）此时R B1=Ω，r be= KΩ；电压放大倍数为：A U =U O / U i=-ß(R C// R L)/（（1+ ß）*R E1+r be）=输入电阻Ri= R B1// R B2//（r be+（1+ ß）*R E1）=Ω；输出电阻R O=R C= kΩ;（2）理论值、仿真值、实验值的对比表格如下CQ②I CQ=2mA时:CQ从数据直观看：大多数实验数据相比仿真值比相对理论值更相近，说明实际电路较理论更复杂，其各量的影响因素更多。

3)下面对仿真、实验所造成的误差进行分析：所需参数的求解公式：①电压放大倍数为：A U =U O / U i=-ß(R C// R L)/ r be;②输入电阻Ri= R B1// R B2//r be;③输出电阻R O=R C；（1）理论值的误差：由于理论计算时的等效模型是中频等效模型，忽略了耦合电容和极间电容的影响，因而造成理论计算的误差。

由于CE使R E1+ R E2的等效值变大。

V BB= R B2/( R B1+R B2)* V CC; V BB基本不变；R B= R B1// R B2; R B基本不变；I BQ=（V BB- U BEQ）/[β(R E1+ R E2)+ R B]; I BQ减小；I CQ=β I BQ； I CQ减小；U CEQ= V CC-(R E1+ R E2+ R C) I CQ； U CEQ不定；注意：上述分析忽略了C1\C2和极间电容的影响，虽然误差小了一些，但是具体来说仍是不准确的。

（2）理论值与仿真值：在误差允许范围内，仿真的输入输出电阻普遍小于理论值，而电压放大倍数偏小。

原因：由于并联在电阻两端的极间电容的影响，造成输入电流偏大，输入电阻Ri将偏小，输出电阻R O也将偏小，同时由于耦合电容组成高通网络，使得电压放大倍数A U将偏小。

（3）理论值与实验值：在误差允许范围内，实验中的输入电阻值比理论值偏大，但是输出电阻和电压放大倍数偏小。

原因：输入电阻偏大，有着多方面的原因。

存在系统误差与偶然误差。

同时由于耦合电容和旁路电容的存在将导致输入电流偏小，所以输入电阻偏大。

电压放大倍数偏小的原因同上；下面分析输出电阻偏小的可能原因：可能由于晶体管的极间电阻r ce相对于Rc和RL相差不大，不能忽略；如果忽略，则相当于少了一个并联的电阻，故理论值相对比较的大。

比较有负反馈和无负反馈电阻时的幅频特性，可见无反馈情况下的频带宽度BW小于有反馈时的频带宽度。

根据负反馈的特性，增益下降的同时应该有频带展宽，即有负反馈时的BW 应远大于无负反馈时的BW。

可见实验结论与理论有差距。

经分析，其原因可能是由于示波器的×10档探头的截止频率约为2-3MHz左右，因此由于探头的频率限制，可能造成误差。

（4）仿真值与实验值：相比理论值，实验值与仿真值更为接近，但是由于实验中很多未知因素的影响使得实验值与仿真值还有一定的误差。

原因：由于具体实验中的分布电容和耦合电容与仿真工具中的器件参数不同，再考虑上温度和实验室环境的影响以及操作中的误差，导致 f L偏大，同样极间电容、测量工具的限制等因素也影响着f H，导致其偏小。

综上所述，实验值、理论值和仿真值都存在一定的误差。

总结误差产生的原因：（1）实验仪器的误差测上限截止频率时，会受到示波器中电容等内部元件的影响，并且由于示波器分辨率的问题导致数据不准确，此外频率信号发生器也会给电路带来影响；用数字万用表测电阻以及静态工作点时，也会带入仪器误差；（2）三极管参数的误差由于实际晶体管和仿真及计算所用的器件参数不完全一致，性能不能替代，特别是估算动态电阻时，因此在静态电流的状态下，实验值与理论的差别较大；（3）实际电路中电容的影响实验电路中所用的旁路电容有22uF，仿真时用10uF的电容，故在一定程度上也会减小上限截止频率。

（三）实验总结1）思考题（1）测量放大电路输人电阻时，若串联电阻的阻值比其输入电阻大得多或小的多，对测量结果会有什么影响请对测量误差进行简单的分析。

答：输入电阻测量公式为当Rs<<Ri时，V’-Vi很小，而电压测量的绝对误差基本不变，因此(V’-Vi)基本不变，从而造成(V’-Vi)/ (V’-Vi)变大，测量结果的相对误差较大。

当Rs>>Ri时，Vi很小，而电压测量的绝对误差基本不变，因此Vi基本不变，从而造成Vi/Vi 变大，同样测量结果的相对误差较大。

（2）在图所示的电路图中，一般是改变上偏置电阻R B1来调节工作点，为什么改变下偏置电阻R B2来调节工作点可以吗调节Rc呢为什么答：调节工作点要求能同时调节I、I CQ和V CEQ。

如果改变下偏置电阻R B2，可以改变基极电位，从而改变I BQ，以至影响I CQ和V CEQ，但是改变R B2可能没有改变R B1方便。

如果改变下偏置电阻R C，基极电位不变，I、I CQ均不变，只有V CEQ改变，因此不适合调节静态工作点。

2)实验总结1、在调节寻找静态工作点时，利用万用表的电压档检测两端的电压，得到合适的电流。

2、在测量输入电阻时也将电压输出到示波器进行测量，准确度更高，不包含直流分量；3、测量单管放大电路的上限截止频率时，注意使用表笔的挡；4、通常通过调节来设置静态工作点，静态参数也会影响动态。

3）实验收获与心得通过本次实验，我更深入地了解了单管共射放大电路的静态和动态特性，学会了测量、调节静态工作点和动态特性有关参数（增益、输入电阻、幅频特性）的实验和仿真方法，并和理论计算相验证，加强了对理论知识的掌握。

在仿真时熟悉了Multisim软件的使用环境，认识到预习计算和仿真对实验的重要性和指导意义，并学会搭实际电路检查电路的联接和排查错误。