两级阻容耦合放大电路

两级阻容耦合放大电路

实验目的

（1）熟悉晶体管的管型、管脚和电解电容器的极性。

（2）学习两级阻容耦合放大电路静态工作点的调节方法。

（3）测量每级放大器静态工作点，并比较测量值与计算值。

（4）测量每级放大器的电压增益，并比较测量值与计算值。

（5）测量两级阻容耦合放大电路的电压增益，并比较测量值与计算值。

（6）观察两级阻容耦合放大电路的输入与输出波形，测量其相位差。

实验原理及实验电路

通常放大电路的输入信号都是很弱的，一般为毫伏或微伏数量级，输入功率常在1mV 以下。为了推动负载工作，因此要求把几个单级放大电路连接起来，使信号逐级得到放大，方可在输出获得必要的电压幅值或足够的功率。由几个单级放大电路连接起来的电路称为多级放大电路。在多级放大电路中，每两个单级放大电路之间的连接方式叫耦合；如耦合电路是采用电阻、电容进行耦合，则叫做“阻容耦合”。

阻容耦合交流放大电路是低频放大电路中应用得最多、最为常见的电路。本实验采用的是两级阻容耦合放大电路，如图3-1所示。

图3-1 两级阻容耦合放大电路

在晶体管V1的输出特性曲线中直流负载线与横轴的交点U CEQ1=V CC，与纵轴的交点（U CE=0时）集电极电流为

=

1

CQ I

3

1

1

E E C CC

R

R R V

++

静态工作点Q 1位于直流负载线的中部附近，由静态时的集电极电流I CQ1和集-射电压U CEQ1确定。当流过上下偏流电阻的电流足够大时，晶体管V 1的基级偏压为

2

1

11

R

R V

R U CC

B +=

晶体管V 1的静态发射极电流为

3

1

1

3

1

1

1

1

7

.0E E B E E E B EQ R

R U R

R UB

U I

+-≈

+-=

静态集电极电流近似等于发射极电流，即

1

1

1

1

EQ BQ EQ CQ I

I I I

≈-=

晶体管V 1的静态集电极电压为

1

1

1

C CQ CC

CQ R

I V U

-=

两级阻容耦合放大电路的总电压放大倍数为

2

1

u u u

A

A A =

其中，第一级放大电路的电压放大倍数为

1

1

1

1

1

)1(E be L u

R

r R A +++'

-

=ββ

晶体管V1的等效负载电阻为

2

1

1

i C L R

R

R ='

可作为第一级放大电路的外接负载，第二级放大电路的输入电阻为

])1(//[//2

2

2

4

3

2

E be i R r R R R β++=

晶体管V 1和V 2的输入电阻分别为

1

1

1

26)

1(300EQ be I

r β++≈

2

2

2

26)

1(300EQ be I

r β++=

第二级放大电路的电压放大倍数为

2

2

2

2

2

2

)1(E be L u R

r R A ββ++'

-

=

其中，等效交流负载电阻L

C L R

R

R 2

2

='。

实验步骤

1、两级放大电路静态工作点的测量。

（1）创建如图3-2所示两级阻容耦合放大电路。断开函数信号发生器与电路的连接，将电路输入端接地。单击仿真开关，进行仿真分析。用数字万用表或动态测试探针分别测量节点电压V B1、V C1、V E1、V B2、V C2及V E ，并记录测量结果于表3-1中。

图3-2 两级阻容耦合放大电路静态工作点测量原理图

（2）根据阻值R 1、R 2和电源电压V CC ，计算节点电压U B1。

（3）设U BE 为0.7V ，由基极偏压U B1估算V 1管的射极偏压U E1、射极电流I E1和集电极电流I C1。根据I E1，V CC 和R C1估算集电极偏压U C1。

（4）确定V1管的静态工作点Q1，即I BQ1，I CQ1和U CEQ1。

2、两级电压放大倍数的测量。

（1）创建如图3-3所示两级阻容耦合放大电路。将函数信号发生器接入电路。单击仿真开关，进行仿真分析。由双踪示波器显示的波形，记录输入电压峰值U i1p和输出电压峰值U o1p，同时记录输入输出波形的相位差。

（2）创建如图3-4所示两级阻容耦合放大电路。将函数信号发生器接入电路。单击仿真开关，进行仿真分析。由双踪示波器显示的波形，记录输入电压峰值U i2p和输出电压峰值U o2p，同时记录输入输出波形的相位差。

图3-3 第一级电压放大倍数测量原理图