单管放大电路实验

实验三 单管放大电路

一、实验目的

1、学习基本放大电路的安装与调试

2、掌握放大器静态工作点的测试和调整方法

3、学习放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等指标的测试方法

4、了解静态工作点与输入波形失真的关系，掌握最大不失真输出电压的测试方法

5、进一步熟悉示波器、信号发生器的使用

二、实验仪器及元器件

示波器、信号发生器、数字万用表、教学实验箱、直流稳压电源、 晶体管、电阻、电位器等元器件均在实验箱上选取

三、实验原理及参考电路

实验电路如图1所示，电路在接通直流电源U CC 而未加入输入信号时，三极管各极电压和电流称为静态工作点，即

CC B B B B U R R R U 2

12

+=

E

BE

BQ EQ R U U I -=

E CQ I I ≈

β

C

BQ I I =

)(E C C CC CEQ R R I U U +-=

调节电位器即可调整电路的静态工作点。

放大电路的主要性能指标如下： 1、电压放大倍数

电压放大倍数是指放大器输出电压与输入电压之比，即

i

O

u U U A =

图1

单管共射极放大电路

U CC

U O

单管共射放大电路

be

L u r R A '

-

=β

Ω++=EQ

be I r 26)

1(200β 在放大器输入端加入交流信号，用交流毫伏表分别测出输入电压和输出电压，便可以按上式求得电路的电压放大倍数，但应在输出电压没有失真的情况下进行，因此在测试时还应用示波器监视输出电压的波形是否失真。另外放大电路的电压放大倍数还与静态工作点和负载R L 有关。 2、输入电阻

放大电路的输入电阻可用电流电压法测量求得，测试电路如图2所示。图中R 为已知外接电阻，用交流毫伏表分别测出U S 和U i ，然后根据下式可求得放大电路的输入电阻，即

i

S i i U U R

U r -=

测量时同样应保证输出电压波形不失真。 3、输出电阻

放大电路的输出电阻可通过测量放大电路

输出端开路时的输出电压 '

O U ，带上负载R L 后的输出电压O U ，经计算求得，测试电路如图3所示。 由图3可知

由此可求得输出电阻为：

L O

O o R U U

r )1(-'=

四、实验内容及步骤

1、静态工作点的调整和测量

（1）在实验箱上找到所需的元器件，并检查好坏

（2）按图1所示电路在实验箱上接线，经检查无误后接通12V 直流电源。 （3）调节信号发生器，使频率为1KHZ ，幅度为30mv 的正弦波信号加到放大电路的输入端，作为信号源电压Ui ，在放大电路的输出端接示波器，调节电位器RP ，使示波器所显示的输出电压波形不失真，然后关掉信号发生器的电源，使输入电压为零Ui=0，测量此时放大电路的静态工作点，并记入表1中 计算I CQ 时，用间接法。

+-

U O U i

被测放大器

图3

放大电路输出电阻的测量

+U S 被测放大电路

图2 放大电路输入电阻的测试

表1 放大电路的静态工作点测量数据记录表

2、电压放大倍数的测量

（1）打开信号发生器的电源，放大电路送入1KHZ、30mv（幅度）的正弦信

号，输出端开路时，用交流毫伏表分别测出U S 、U I、

'

O

U的大小，并记入表2

中，计算电压放大倍数。

（2）放大电路输出端接入5.1K的负载电阻RL，保持输入电压U S 、U I不变，测出此时的输出电压U O，记入表2中，并计算出此时的电压放大倍数，分析负载对放大电路电压放大倍数的影响。

（3）用示波器双踪观察输出电压和输入电压的波形，比较它们之间的相位关系。

3、输入电阻和输出电阻的测量

（1）根据表2所测U S、U I 及已知电阻R的阻值，利用公式算出放大电路的输入电阻的大小。

（2）根据测得的负载开路时的输出电压'

O

U和接上5.1K负载时的输出电压U O，利用公式算出放大电路的输出电阻。

4、观察静态工作点对输出波形的影响

将频率为1KHZ的正弦信号加在放大电路的输入端，调节U S，使输出电压为不失真的正弦波。

（1）将电位器的阻值调到最大，此时静态电流下降，用示波器观察输出波形是否出现失真，画下此时的波形。若失真不明显，可以适当增大U S （2）将电位器的阻值调到最小，此时静态电流增大，用示波器观察输出波形失真的变化情况，并画下此时的波形。

5、测量最大不失真输出电压幅度

调节信号发生器输出电压的大小和电位器的阻值，用示波器观察输出电压的波形，直到输出波形刚要出现失真瞬间即停止增大，这时示波器所显示的正弦电压峰值，即为放大电路的最大不失真输出电压幅度，记下此时输出电压的大小。并测量此时放大电路的静态工作点，即为最佳静态工作点。

五、实验报告要求

1、实验目的、实验电路及主要内容

2、分析静态工作点、电压放大倍数的实测值与理论值差异

3、计算放大电路的输入电阻、输出电阻，分析实测值与理论值差异

4、分析输入、输出电压波形的相位关系