三极管共射放大电路实验

RL=2kΩ
Ro
Vo' Vo
1RL
=3.35kΩ
实验 5：测量上限频率和下限频率 ( RL=∞、RL=2 kΩ)
fL=158.5KHz
fH=31Hz P.6
实验名称： 三极管共射极放大电路 姓名：
学号：
实验 6：研究静态工作点对输出波形的影响( RL=∞)
RL=∞
ICQ
Vomax
正/负半周失真
饱和失真 1.66mA
静态工作点的调整： 调节电位器，使 Q 点满足要求(ICQ＝1.5mA)。 ·直接测电流不方便，一般采用电压测量法来换算电流。 ·测电压时，要充分考虑到万用表直流电压档内阻对被测电路的影响 。因此应通过测电阻 Rc 两端 的压降 VRc，然后计算出 ICQ。 ·若测出 VCEQ＜0.5V，则说明三极管已饱和；若 VCEQ ≈+VCC，则说明三极管已截止。若 VBEQ>2V， 则说明三极管已被击穿。
根据上述两种情况下所观察到的波形，说明集电极偏置电流的大小对放大电路输出失真的影响。
实验注意事项
1. 在做最后一个实验之前，应一直保持静态工作点不变。如果不小心调了电位器，则应重新进行静态调
试，然后再继续完成各个实验。
2. 在用交流毫伏表测量幅度时，应用示波器监视输出波形，以保证输出正弦波。
P.5
实验名称： 三极管共射极放大电路 姓名：
3. 测量最大不失真输出电压( RL=∞、RL=2 kΩ)
(1) 静态工作点不变，用示波器监视输出
波形。
(2) 逐渐增大输入信号幅度，直至输出刚
出现失真。
(3) 测量时通常以饱和失真为准(当 Q 点
位于中间时)。
P.3
(4) 交流毫伏表测出有效值。
实验名称： 三极管共射极放大电路 姓名：
学号：
4. 测量输入电阻和输出电阻 (1) 测量输入电阻 Ri 实验原理：放大电路的输入电阻可用电阻分
4、万用表内阻对电压测量有什么影响？如何测量 VBEQ 和 VCEQ ？ 答：万用表内阻如果不够大，会干扰电路的静态工作点。 测量时 VBEQ 和 VCEQ，分别用万用表测出 VBQ、VCQ、VEQ，VBEQ=VBQ-VEQ，VCEQ =VCQ-VEQ。
5、在测量输入电阻时，为什么不能直接测 Rs 两端的压降？ 答：因为 Rs 两端没有电路的公共接地点，若用一端接地的毫伏表测量，会干扰信号，以致造成测量 误差。
静态工作点的实验数据记录 注(1)估算时取电流放大倍数=100。(2)理论值可能通过模型估算，也可以采用仿真结果。
2. 测量电压放大倍数( RL=∞、RL=2 kΩ) (1) 保持放大电路的静态工作点不变 (2) 从信号发生器输出 1kHz 的正弦波，作为 放大电路的输入(Vi=10mV 有效值） 。 (3) 用示波器监视输出波形，波形正确后再 用交流毫伏表测出有效值。
10
0.34 1.60 34
2.26
理论值
Av
Vomax
(V)
85.3 4.32
32.2 4.32
注：交流毫伏表测出的最大不失真输出电压是有效值，而理论估算出的最大不失真输出电压是峰值。 因此需将实验测得的最大不失真输出电压转换为峰值，以便比较。
误差分析：1、实际电路中，由于连接示波器、毫伏表、信号发生器的夹子存在很大的不稳定因素， 稍微动一下就会对波形产生较大影响，因此可能在实验中会产生较大的误差。
P.2
实验名称： 三极管共射极放大电路 姓名：
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三. 主要仪器设备 示波器、信号发生器、晶体管毫伏表 共射电路实验板
四.操作方法和实验步骤 1. 静态工作点的调整和测量
准备工作： (1) 对照电路原理图，仔细检查电路的完整性和焊接质量。 (2) 开启直流稳压电源，将直流稳压电源的输出调整到 12V，并用万用表检测输出电压。确认后， 先关闭直流稳压电源。 (3) 将电路板的工作电源端与 12V 直流稳压电源接通。然后，开启直流稳压电源。此时，放大电路、 处于工作状态。
姓名：
学号：
实验名称： 三极管共射极放大电路
实验步骤： (1) 静态工作点不变，用示波器监视输出波形。 (2) 从信号发生器输出 1kHz 的正弦波。 (3) 调节输入信号幅度，用交流毫伏表测出，使输出 Vo =1V。 (4) 保持输入信号幅度不变，降低信号频率，输出幅度下降至 0.707Vo 时得到下限频率 fL 。 (5) 保持输入信号幅度不变，增大信号频率，输出幅度下降至 0.707 Vo 时得到上限频率 fH 。
分别测出负载开路时的输出电压 Vo'和带上负载 RL 后的 输出电压 Vo，则
Vo
RL Ro RL
Vo'
Ro
Vo' Vo
1RL
实验步骤： (1) 输入正弦波。 (2) 用示波器监视输出波形，要求不失真。 (3) 断开负载，毫伏表测出 Vo' 。 (4) 接上负载，毫伏表测出 Vo 。
5. 测量上限频率和下限频率 ( RL=∞、RL=2 kΩ) 实验原理：
压法来测量，图中 R 为已知阻值的外接电 阻，分别测出 Vs 和 Vi，则
Ri
Vi Ii
(Vs
Vi Vi ) / R
Vi R Vs Vi
实验步骤： (1) 输入正弦波 。 (2) 用示波器监视输出波形，要求不失真。 (3) 用交流毫伏表测出 Vs 和 Vi，计算得到 Ri。
(2) 测量输出电阻 Ro。 实验原理：放大电路的输出电阻可用增益改变法来测量，
实验电路图
放大器最佳静态工作点： 要使放大器不失真地放大，必须选择合适的静态工作 点。
初选静态工作点时，可以选取直流负载线的中点，即 VCE＝1/2×VC 或 IC＝1/2×ICS
(ICS 为集电极饱和电流，ICS≈VCC/Rc) 这样便可获得较大输出动态范围。当放大器输出端接有 负载 RL 时，因交流负载线比直流负载线要陡，所以放 大器动态范围要变小，如前图所示。当发射极接有电阻 时，也会使信号动态范围变小。要得到最佳静态工作点， 还要通过调试来确定，一般用调节偏置电阻的方法来调整静态工作点。
6、在测试 Av、Ri 和 Ro 时，怎样选择输入信号的大小和频率？ 答：从信号发生器输出 1kHz 的正弦波，使 Vi=10mV 有效值。
7、在测上限和下限频率时，又如何选择输入信号的大小？为什么使输出电压为 1V？
答：调节输入信号大小使输出电压为 1V，由于 Av 随输入信号频率变化下降到 0.707Avm 时所对应 的频率定义为上下限频率，即输出电压 1V 随频率下降到 0.707V，选择 1V 比较方便观P察.7毫伏
三极管共射放大电路实验
一. 实验目的和要求 1.学习共射放大电路的设计方法。 2.掌握放大电路静态工作点的测量与调整方法。 3.学习放大电路性能指标的测试方法。 4.了解静态工作点与输出波形失真的关系，掌握最大不失真输出电压的测量方法。 5.进一步熟悉示波器、函数信号发生器、交流毫伏表的使用。
二. 实验内容和原理 1. 静态工作点的调整和测量 2. 测量电压放大倍数 3. 测量最大不失真输出电压 4. 测量输入电阻和输出电阻 5. 测量上限频率和下限频率 6. 研究静态工作点对输出波形的影响
2、在用示波器观察输出电压的波形时，缩顶与削顶现象，及最大不失真电压的出现，会 由于视差原因而有所不准。
3、在计算理论值时，三极管放大倍数取 100 倍，rbe 取 100Ω，而这个值并不一定是三极
管的实际值，所以理论值也存在一定范围内的浮动。
实验 4：测量输入电阻和输出电阻 R=5.1kΩ Ri=Vi/(Vs-Vi)R=3.83kΩ
表读数。
实验名称： 三极管共射极放大电路 姓名：
学号：
8、截止失真和饱和失真在形状上有什么区别？ 答：截止失真是缩顶，饱和失真是削顶。
9、静态工作点在什么情况下，分别出现截止失真和饱和失真？ 答：静态工作点偏高，出现饱和失真。偏低出现截止失真。
七、心得与体会
通过这次实验，我对三极管共射放大电路有了更直观的了解，清楚了理论学习中的一些误区，也学 到了一些新的测量方法及注意事项，比如用毫伏表测量电压时，若两端点有一端没有接地，就要换间接测 量的方式，以免测量误差较大。计算理论值时，并不局限于不甚准确的用默认值来计算，更可以用仿真进 行更为精确的计算。而且我了解到预习实验对做实验的重要性，如果实验前没有对整个实验过程有所了解 的话，实验想必不会很顺利。
0.93V
正
形状
截止失真 0.40来自百度文库A
0.96V
负
集电极偏置电流的大小对放大电路输出失真的影响： 由理论分析与实验结果可知，ICQ 偏大会导致 vo 出现饱和失真，形状为“削顶”失真；偏小会导致截止 失真，形状为“缩顶”失真。ICQ 正常，当加大输入信号时，vo 同时出现饱和与截止失真。
六、思考与讨论
6. 研究静态工作点对输出波形的影响( RL=∞)
静态工作点对输出电压波形的影响： （1）ICQ↑，vo 出现饱和失真，形状为“削顶”失真。 （2）ICQ↓，vo 出现截止失真，形状为“缩顶”失真。 （3）ICQ 正常，当加大输入信号时， vo 同时出现饱和与截止失真。
（1）
（2）
（3）
实验步骤：
出电压幅度。
2、观察静态电流偏小时出现截止失真 (1) 减小输入信号，使输出波形回到正常的放大状态（无失真）。 (2)调节电位器(Rw1 增大或 Rw2 减小)，使静态电流 ICQ 下降到足够小(如 1.0mA) ， 测量并记 录集电极静态电流。 (3) 逐渐增大输入信号，使输出波形出现明显的失真。记录此时的示波器波形，及最大不失真输 出电压幅度。
1、在测试放大电路的输出电压幅度、输入电阻、输出电阻时，能否用示波器来测电压幅度？为什么选 择交流毫伏表？ 答：可以用示波器来测量，但是误差较大，不宜使用。由于仪器调试、频率、接触不良等原因，示 波器产生的波形可能是不稳定的，不方便读数。且示波器显示的是峰值，不是有效值，读出后 需除以根号 2。相比之下，交流毫伏表测得的是有效值，且精度较高，所以选择交流毫伏表。
2、既然交流毫伏表的精度高，为什么测静态工作点选择万用表，而不是毫伏表？ 答：交流毫伏表测交流电压，静态工作点为直流电压，所以用万用表测。
3、静态工作电流 ICQ 为什么需通过测量 VC 或 VRe 间接得到？ 答：由于 ICQ 很小，因此万用表直流电压档内阻会对电路产生较大影响，导致误差。而电压较大， 因此通过测量 VC 间接测 ICQ。
学号：
五、实验数据记录和处理
实验 1：静态工作点的实验数据记录：
测出共射电路的静态工作点，将测量值记录在表中，并与理论估算值相比较。
理论值
VBQ(V) 3.40
VBEQ(V) 0.675
VCEQ(V) 4.32
ICQ(mA) 1.5
实测值
3.48
0.65
4.32
1.5
误差分析：表格中的理论值由仿真结果得出，由于实际电路中，三极管 VBEQ 和理论值有所误差，而 电阻等元件的标称值与实际值也不尽相等，因此实测值与理论值存在一定的误差。
1、观察静态电流偏大时出现饱和失真
(1) 输入 1kHz 的正弦信号，用示波器监视输出电压。
(2) 调节电位器(Rw1 减小或 Rw2 增大) ，使静态电流 ICQ 增大到足够大(如 2.0mA) ，测量并记
录集电极静态电流。
(3) 逐渐增大输入信号，使输出波形出现明显的失真。记录此时的示波器波形，及最大不失真输
实验 2：测量电压放大倍数( RL=∞、RL=2 kΩ) 实验 3：测量最大不失真输出电压( RL=∞、RL=2 kΩ)
测
实测值（有效值）
实验结果
试
条
Vs
Vi
Vo Vomax Av
件
(mV) (mV) (V) (V)
Vomax (峰值)
RL=∞
23.3
10
0.91 2.68 91
3.79
RL=2k
23.3