模电实验

实验一单级交流放大电路

一、实验目的

为了方便示波器观察，本书内所写参考值均用峰值，此电路为共射放大电路

1.熟悉电子元器件和模拟电路实验箱，

2.掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响。

3.学习测量放大电路Q点，A V，r i，r o的方法，了解共射极电路特性。

4.学习放大电路的动态性能。

二、实验仪器

1.示波器

2.信号发生器

3.数字万用表

三、预习要求

1.三极管及单管放大电路工作原理。

2.放大电路静态和动态测量方法。

四、实验内容及步骤

1.装接电路与简单测量

图1.l 基本放大电路

如三极管为3DG6，放大倍数β一般是25—45；如为9013，一般在150以上

(1)用万用表判断实验箱上三极管V的极性和好坏，电解电容C的极性和好坏。

测三极管B、C和B、E极间正反向导通电压，可以判断好坏；测电解电容的好坏必须使用指针万用表，通过测正反向电阻。

三极管导通电压U BE=0.7V、U BC=0.7V，反向导通电压无穷大。

(2)按图1.1所示，连接电路(注意：接线前先测量+12V电源，关断电源后再连线)，

将RP的阻值调到最大位置。

2.静态测量与调整

(1)接线完毕仔细检查，确定无误后接通电源。改变R P，记录I C分别为0.5mA、1mA、

1.5mA时三极管V的β值（其值较低）。

参考值：I C =0.5mA 时，I B =25µA ，β=20; I C =1mA 时，I B =40.2µA ，β=24.9; I C =1.5mA 时，I B =54.5µA ，β=27.5; 注意：I b 和I c 的测量和计算方法

①测I b 和I c 一般可用间接测量法，即通过测V c 和V b ，R c 和R b 计算出I b 和I c (注意：图1.2中I b 为支路电流)。此法虽不直观，但操作较简单，建议初学者采用。 ②直接测量法，即将微安表和毫安表直接串联在基极和集电极中测量。此法直观，但操作不当容易损坏器件和仪表。不建议初学者采用。

(2)按图1.2接线，调整R P 使V E =2.2V ，计算并填表1.1。

图1.2 工作点稳定的放大电路

为稳定工作点，在电路中引入负反馈电阻R e ，用于稳定静态工作点，即当环境温度变化时，保持静态集电极电流I CQ 和管压降U CEQ 基本不变。依靠于下列反馈关系： T ↑—β↑—I CQ ↑—U E ↑—U BE ↓—I BQ ↓—I CQ ↓，反过程也一样,其中R b2的引入是为了稳定U b 。但此类工作电路的放大倍数由于引入负反馈而减小了，而输入电阻r i 变大了，输出电阻r o 不变。

e

be L c u

R r R R A

)1()(ββ++-=

，))1((21e be b b i R r R R r β++=，c o R r =

由以上公式可知，当β很大时，放大倍数u A 约等于

e

L c R R R ，不受β值变化的影响。

表1.1

实测

实测计算 V BE (V) V CE (V) R b (K Ω) I B (μA) I C (mA) 0.7

3.7

55

44.64

1.23

3.动态研究

(1)按图1.3所示电路接线。

(2) 将信号发生器的输出信号调到f=1KHz ，幅值为500mV ，接至放大电路的A 点，经

过R 1、R 2衰减（100倍），V i 点得到5mV 的小信号，观察V i 和V O 端波形，并比较相位。

图1.3所示电路中，R 1、R 2为分压衰减电路，除R 1、R 2以外的电路为放大电路。之所以采取

这种结构，是由于一般信号源在输出信号小到几毫伏时，会不可避免的受到电源纹波影响出现失真，而大信号时电源纹波几乎无影响，所以采取大信号加R 1、R 2衰减形式。此外，观察输出波形时要调节R b1，使输出波形最大且不失真时开始测量。输入输出波形两者反相，相差180度。

(3) 信号源频率不变，逐渐加大信号源幅度，观察V O 不失真时的最大值并填表1.2。 分析图1.3的交流等效电路模型，由下述几个公式进行计算：

E be I mV

r 26)1(200β++≈，be

ce c L V r r R R A β-=，c ce o be b b i R r r r R R r ==,2

合适状态时：U B =0.7， U E =0， U C =3.36， R b =135.4k Ω

I B =56µA ， I C =1.72mA ， β=30.7，r be =674Ω

表1.2 RL=∞

实测

实测计算

估算 V i (mV) V O (V) A V A V 5 1.28 256 231.5 10 2.6 260 231.5 12

3

250

231.5

图1.3 小信号放大电路

(4) 保持V i =5mV 不变，放大器接入负载R L ，在改变R C 数值情况下测量，并将计算结果

填表1.3。

当R C =2K 时，I B =56.7µA ， I C =1.90mA ， β=33.5，r be =667Ω 当R C =5K1时，I B =56.6µA ， I C =1.76mA ， β=31.1，r be =671.5Ω

表1.3

给定参数 实测

实测计算

估算 R C R L V i (mV)

V O (V) A V A V 2K 5K1 5 0.44 88 72.15 2K

2K2

5

0.33

66

52.6