单级低频电压放大电路(基础)

5、输出阻抗：
(I) 放大器输出电阻RO的大小反映了它带负载的能力，试分析教材
图1-3中放大电路的输入阻抗受那些参数的影响，设负载为RL，
画出输出等效电路图，回答下面的连线题，并做简单解释。
RO = RL
负载从放大器获取较大电压
RO << RL
ຫໍສະໝຸດ Baidu
负载从放大器吸取较大电流
RO >> RL
负载从放大器获取最大功率
电源 、交流电压表、函数发生器的使用技能训练。 二、实验原理 共射极分压式偏置电路电路图如下：
在放大电路中，三极管由外部电路提供合适的偏置。对偏置电路有两 个要求：
1 给三极管提供合适的工作点，保证三极管在放大交流信号时工作在放
大区； 2 保证三极管静态工作点的稳定，使工作点少受或基本上不受环境温度 的影响。 在实验中采用分压式偏置电路。
VCEQ 7.865 5.814 6.0 1.40%
计算值 AV
88 112 105 6.67%
Ri/kΩ 2.5 2.38 2.358 0.92%
RO/kΩ 2.5
2.6
3.0 13.3%
(II) 内容4，观察不同静态工作点对输出波形的影响（实验提示：
可将R1值不变，R2短接以实现完全截止，R2值不变，R1短接 以实现完全饱和）
输入端 接地
VCQ(V)
8.91
7.36
7.5 1.87%
VEQ(V) 1.045 1.546 1.5 3.00%
输入信 VS(mV) 7.0
7.1 7.17 0.98%
号
VO(V) 0.44 0.56 0.53 5.66%
Vi=5mV VO’ (V) 0.24
0.3
0.27 11.1%
VBEQ 0.635 0.644 0.7 8.00%
已知：VCC=12V，Vi=5mV，RL=3KΩ，RS=50Ω， T为9013 指标要求：AV>50，Ri>1 KΩ，RO<3KΩ，fL<100Hz，fH>100kHz（建 议IC取2mA） 答：C1=C2=47uF, CE=100uF, R’1= R2=10KΩ,RE=1 KΩ, RC=3 KΩ, RW=100 KΩ,β=165. 当IC取2mA时，计算得到R1=34.4 KΩ. 利用预习题1-4中的公式计算得到： AV=-105, Ri=1.83 KΩ，RO≈3KΩ，fL=90Hz，fH=300kHz.均符合题目要 求。 电路图如下：
大小，设信号源内阻为RS，试画出图1-3中放大电路的输入等效
电路图，回答下面的连线题，并做简单解释：
Ri = RS
放大器从信号源获取较大电压
Ri << RS
放大器从信号源吸取较大电流
Ri >> RS
放大器从信号源获取最大功率
答：
Ri = RS 放大器从信号源获取最大功率
说明：，当当Ri = RS时，获取最大功率。
Ri << RS 放大器从信号源吸取较大电流
说明：，可以看到当Ri << RS时，获取较大电流。
Ri >> RS 放大器从信号源获取较大电压
说明：，可以看到当Ri >> RS时，获取较大电压。
(II) 教材图1-4是实际工程中测量放大器输入阻抗的原理图，试根 据该图简单分析为什么串接电阻RS的取值不能太大也不能太 小。
答：若C2漏电严重，可认为此电容没有起到隔直通交的耦合作用，在静 态分析中可近似认为短路。因此集电极电流会增大，导致静态工作点升
高，可能使波形出现饱和失真。
2.40 0.700 3.055
2.989 0.831 0.082
R1
断开
/
/
0
图1 截止失真输入输出波形
图2 完全截止失真输入输出波形（实验提示：此时可以加大输入信号 幅度）
图3 饱和失真输入输出波形
3、 测量放大器的最大不失真输出电压(21mV) 带负载时测量 VEQ= 2.296 ，Vomax = 5.04V
四、实验内容 1、 除1-(1)外的全部实验（所有波形必须定量记录，包括幅度、频率 等，输入和输出波形必须记录在同一坐标内）。 2、 实验修改内容 (I) 3-（1）的内容和3-（2）、3－（3）合并，表1－1修改为
静态工作点电流 1
1.5
ICQ(mA)
测量值 测量值 理论值 误差
VBQ(V) 1.68 2.19 2.2 0.45%
虑。
(II) 实验中测量电压增益的时候用到交流毫伏表，试问如果用万用
表或示波器可不可以，有什么缺点。
答：当输入信号为中频信号时，三者都可以测量。但是当为低频和
高频信号时，最好采用交流毫伏表。因为示波器和万用表在使用时
有一定的带宽限制，测得的数据可能不准确。
4、 输入阻抗：
(I) 放大器的输入电阻Ri反映了放大器本身消耗输人信号源功率的
完全 截止
截止 失真
饱和失 真
(41mV)
完全饱 和
测 VBQ(V)
0
2.591 2.707
量 VCQ(V) 11.95 7.50 5.21
值 VEQ(V) 0 1.954 2.069
3.096 3.29 3.114
ICQ(mA)
计 VBEQ 算 值 VCEQ
0 0 11.80
1.434 0.567 6.019
法各自优缺点，总结出最佳实现方案。
答：
有公式可以知道，为了提高电压增益，可以增大负载或RC，或者减
少发射结电阻RE。
增大负载有时不易实现，而增大RC可能会提高工作点，使三极管工
作在饱和区，输出波形失真。因此最好的办法是在射结电阻RE两端
并联一个大电容，对于交流近似短路，但不影响工作点的大小和稳
定性，称为射极旁路电容。此外就还可以从运放和组合放大电路考
答：名称是分压式偏置电路。
如果R1 、R2取得过大，不能再起到稳定直流工作点的作用。因为此 时R1中的电流很小，不满足的条件，也就不能用上述公式计算基极电 位，并且电位不再固定，不能起到稳定直流工作点的作用。
3、 电压增益： (I) 对于一个低频放大器，一般希望电压增益足够大，根据您所学 的理论知识，分析有哪些方法可以提高电压增益，分析这些方
VCE(sat)
0.6V
集电极-发射极之间的饱和电压
VBE
0.5-0.7V
基极-发射极电压
fT
140MHz
三极管的特征频率
2、 偏置电路：
教材图1-3中偏置电路的名称是什么，简单解释是如何自动调节BJT的
电流IC以实现稳定直流工作点的作用的，如果R1 、R2取得过大能否再起 到稳定直流工作点的作用，为什么？
答：
设受控电流源大小为IO RO = RL 负载从放大器获取最大功率
，当RO = RL，获得最大功率。 RO << RL 负载从放大器获取较大电压
，当RO << RL，获得较大输出电压。 RO >> RL 负载从放大器吸取较大电流
，RL越小，负载获得的电流越大。 (II) 教材图1-5是实际工程中测量放大器输出阻抗的原理图，试根 据该图简单分析为什么电阻RL的取值不能太大也不能太小。
（2）经过正确改动后的电路其饱和失真和截止失真波形是否和原来相 同？为什么? 答：不相同，刚好相反。对于PNP管来说VCC=-12V，出现底部失真时， 表明集电极电压达到可能的最小值，即为VCC=-12V，此时集电极电流很 小，为截止失真；而出现顶部失真时，表明集电极电压达到可能的最大
值，为-UCES，此时集电极电流达到饱和，对应为饱和失真。 2、图1-3电路中上偏置串接R1’起什么作用？ 答：通过R1’可以调节基极电位，从而寻找最佳静态工作点。 3、在实验电路中，如果电容器C2漏电严重，试问当接上RL后，会对放 大器性能产生哪些影响？
参数符号 参数值
参数意义及设计时应该如何考 虑
VCBO
40V 指发射极开路，集电极和基极反 向击穿电压
VCEO
25V 指基极开路，集电极和基极反向
击穿电压
VEBO
5V
指集电极开路，基极和发射极反
向击穿电压
IC
500Ma
集电极最大允许电流
IE
200Ma
发射极最大允许电流
hFE
64
共射级直流电流放大倍数
4、 选做实验 1、 1-(1)全部内容 。 测得三极管ß = 165 2、 利用失真度仪测量4-(1)、4-(2)中失真波形的失真度。 截止失真度为 饱和失真度为 五、思考题 1、如将实验电路中的NPN管换为PNP管，试问： （1）这时电路要作哪些改动才能正常工作？ 答：两个偏置电源正负极要交换，才能满足发射极正偏、集电极反偏的 要求。
在实验中，只有当R2 支路中的电流I1>>IBQ 时，才能保证VBQ 恒定 实现自动稳定工作点的作用，所以在工程中一般取 I1=(5~10) IBQ（硅 管），I1=(10~20) IBQ（锗管）。 三、预习思考
1、 器件资料： 上网查询本实验所用的三极管9013的数据手册，画出三极管封装示 意图，标出每个管脚的名称，将相关参数值填入下表：
答：当RL太大时会影响电路工作，引入干扰；RL取太小时容易使测量
有较大的误差。 (III) 对于小信号放大器来说一般希望输出阻抗足够小，根据您所 学的理论知识，分析有哪些方法可以减小教材图1-3中放大电 路的输出阻抗。
答：，为减小输出阻抗，可以减小负载大小。 5、 计算教材图1-3中各元件参数的理论值，其中
答：RS过大时，会给实验带来干扰；RS过小时，会带来较大误差。因
此RS 和Ri最好取同一个数量级。
(III) 对于小信号放大器来说一般希望输入阻抗足够高，根据您所
学的理论知识，分析有哪些方法可以提高教材图1-3中放大电
路的输入阻抗。
答：
可知为提高输入阻抗，可将适当的取大一点，但也不能过大。还可
以增大发射结电阻RE。此外，还可以选择β值较大的三极管。
课程名称： 电子线路实践
第 三 次实验
实验三 单级低频电压放大电路（基 础）
一、实验目的 1、 掌握单级放大电路的工程估算、安装和调试； 2、 了解三极管各项基本器件参数、工作点、偏置电路、输入阻抗、 输出阻抗、增益、幅频特性等的基本概念以及测量方法； 3、 掌握基本的模拟电路的故障检查和排除方法，深化示波器、稳压