实验二 单管放大电路
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R i =R s V i /（V s -V i ）
输入电阻的测量方法与步骤如下： ⑴在实验 2.5.2.2 的基础上，将旁路电容Ｃ E 并联接入至R E （即将图 2.1 中的节点 1、2 连通） ，将R s 调节到最大（即R s =10kΩ ） ，用示波器同时监视测量V i 和V o ，在调节输入信 号V s 幅度时（注意：使V i 约 30mV） ，始终保持输入和输出信号不失真，观测输出信号V o 的幅度变化。 ⑵用示波器同时测量并记录输入信号V i 的幅值和信号源V s 的幅值，填入表 2.5。
表 2.5 动态参数-R i 测量记录表 测试条件 信号源幅度V s 输入幅度V i R i =R s V i /（V s -V i ） 接射极电容C E =10uF
表 2.2 静态工作点测量及输出波形记录表（ = 1.最上端 2.最下端 3.中间点 注：计算V CE = V C – V E ，I C =(V CC – V C )/R c ，I E =V E /R c ；电压电位V，电流单位mA。 ） V o 波形 R w 位于 V B (测量) V E (测量) V C (测量) V CE (计算) I C (计算) I E (计算) VT 的工作状态
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模拟电子技术实验指导书-2013 版
由式（2-1） （2-2） （2-4）可以看出：I BQ ↑→I EQ ↑→r be ↓→R i ↓→A v ↑ 由式（2-1） （2-3）可以看出：R C ↑→R O ↑→A v ↑
RC 。 在负载开路（R L ＝∞）时： RL
当旁路电容C E 的断开时，电路的电压放大倍数为：
图 2.1 单管共射放大器电路
2.5
实验内容
2.5.1 静态工作点的设置
图 2.2 单管放大器直流（静态）电路 2.5.1.1 什么是静态工作点 静态工作点是指在电路的交流输入信号为零时，电路中各支路电流和各节点的电压 值。通常直流负载线与交流负载线的交点 Q 所对应的参数 I BQ 、 I CQ 、 V CEQ 是主要观测对
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模拟电子技术实验指导书-2013 版
象，如图 2.3 所示，在电路调试过程中，电路参数确定以后，对工作点起决定作用的是
I B ，测量比较方便的是 V CE ，通过调节 R W 改变电流 I B ，通过测量 V CE 判断工作点是否合
适。Q点过高易于产生饱和失真，Q点过低易于产生截止失真。 2.5.1.2 静态工作点的设置原则 由图 2.1 可知，静态工作点 Q 的
V ommax = 2V/格×2.3 格/2 = 2.3V
② 或直接用数字示波器测量被测正弦波电压峰-峰值V p-p ，则其峰值为V p-p /2。 实验报告数据分析要求：比较V CEQ(计算) 、V CEQ(测量) 与V ommax 的大小，分析其原因。 2.5.2.2 动态参数-电压放大倍数的测试原理 图 2.1 的放大电路的动态参数测试可以等效为图 2.4 所示的电路。其中虚线框内为待 测放大器。图中，V i 放大电路输入电压幅度，V o 为放大电路带负载时输出电压幅度，
实验原理
基本放大电路有共射极、共基极、共集电极三种构成方式，本次实验采用共射极放
，通过合理设置 大电路,如图 2.1 所示。三极管是一个电流控制电流源器件（即I C ＝βI B ） 静态工作点，实现对交流电压信号的放大。放大电路的主要参数有电压放大倍数A v 、输 入电阻R i 、输出电阻R o 。
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模拟电子技术实验指导书-2013 版
⑶并比较V ｉ 和V o 的相位关系，画出V ｉ 和V o 的对比波形，如果有相移，分析说明产生 的原因并测试证明其正确性。 ⑷断开射极旁路电容Ｃ E ， （即将图 2.1 中的节点 1、2 断开） ，重复测试步骤（1~3） 。
表 2.4 动态参数- A v 测量记录表 测试条件 Vi Vo A v ( 计 算 )= V o / Vi A v (理论计算) 注意：A v 理论计算中的r be 由表 2.3 中的V EQ(测量) 求出。 幅度 幅度 接射极电容C E =10uF 波形 波形 幅度 幅度 射极电容开路 波形 波形
模拟电子技术实验指导书-2013 版
实验二
单管放大电路
（8 学时）
2.1 实验目的
（1） 了解晶体管的基本特性； （2） 熟悉常Βιβλιοθήκη Baidu仪器的使用方法； （3） 掌握放大电路的主要指标和测试方法； （4） 掌握放大电路指标与电路参数的相互关系。
2.2
实验仪器及器件
设备条件：万用表，示波器，函数发生器，直流稳压电源 实验器材 表 2.1 元器件表 器材名称 型号/参数 数量 晶体管 9013 1 电容 10uF 3 电位器 10K 2 1k 3 电阻 2K 2 导线 10K 1 若干
表 2.3 最大不失真输出电压记录表 测试条件 V CEQ(计算) V CEQ(测量) V ommax V EQ(测量) V CC =12V
静态工作点的调节调整及测量方法如下：
(1)据式（2-11）计算图 2.1 电路参数的最佳静态工作点的V CEQ(计算) 值填入表 2.3 中。 (2) 在实验步骤 2.5.1.3 的基础上，用万用表直流档测量V CEQ ，调节R w ，使V CEQ 等于 V CEQ(计算) 。 (3) 用双踪示波器交流耦合方式同时观察输入V i 和输出信号V o 波形，注意V i 与V o 的相
Av
RL rb e (1 ) R E
（2-5） （2-6） （2-7）
Ri [ rbe (1 ) RE || ( R1 Rw上 ) || ( R2 Rw下 )
Ro RC
可见：电路放大倍数A v 、R i 、R o 与偏置电阻、静态工作点等有关。
(4)用万用表的直流电压档测量实际最佳静态工作点的V CEQ(测量) 和V EQ(测量) ，将其填入
表 2.3 中，并与V CEQ(计算) 进行比较；用示波器测量V ommax 并填入表 2.3 中。 示波器测量电压幅度的方法是： ① 将示波器探头接入被测式点（注意地线必需先连接好） ，调节示波器的垂直灵敏 度 D，使正弦波的负峰的扫描轨迹位于示波器某一水平标尺线的中心，读取正峰 扫描轨迹的偏移距离 x；则正弦波电压峰值=xD/2。 例如：示波器的垂直灵敏度为 2V/格，峰-峰距离为 2.3 格，则
电压增益的测量方法与步骤如下： ，用示波器同时监视测量 ⑴在实验 2.5.2.1 的基础上，将R s 调节到最大（即R s =10kΩ）
V i 和V o ，在调节输入信号V s 幅度时，始终保持输入和输出信号不失真，观测输出信号V o
的幅度变化。 注意：在有C E 时V i 约 30mV，无C E 时V i 约 50mV。 ⑵用示波器同时测量并记录输入信号V i 的幅值和输出信号V o 的幅值，填入表 2.4。
（2-11）
由式（2-11）可知：放大器的V om max 与静态工作点和负载有关。 2.5.1.3 不同静态工作点的测量与失真分析 用万用表可以测量直流电压，用示波器同样可以测量直流电压。万用表，有效位数
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模拟电子技术实验指导书-2013 版
多，测量精度高，示波器可以同时测量直流电压和交流电压，比万用表方便，能够满足 测量精度要求。 静态工作点测量及输出波形失真分析如下： ⑴ 用万用表测量三极管的值填入表 2.2 中，然后按图 2.1 连接电路。 ⑵ 调节直流电源输出 12 伏电压，关闭电源输出开关；调节信号源输出频率为 1kz， 输出幅度为 100mV 的正弦波。 ⑶ 连接实验电路到直流电源，打开直流电源输出开关；连接信号源至V s 端。 ⑷ 按照表 2.2 的测量条件调节位器R w ，用万用表的直流电压档测量V B 、V E 、V C 的电 位，用示波器的交流耦合方式观察输出波形V o 并且记录纸表格 2.2 中。
I CQ (VCC
R w 下 + R2 VBEQ )/ RE R1 + Rw + R2
（2-8） （2-9）
VCEQ VCC I CQ ( RC RE )
其直流负载线为： u CE VCC iC ( RC RE ) ，如图 2.3 所示。带负载R L 时的交流负载线
， RL RC || RL ；空载时的交流负载线为： u CE iC RC 。 为： u CE iC RL
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模拟电子技术实验指导书-2013 版
(iii)当只出现截止失真时，向上端稍微调节R w 至消除失真为止，返回（i） ；
， (iv)当饱和失真和截止失真均出现时，则减小输入信号（调节V s 或调节R s 改变V i ） 若使得饱和与截止失真刚刚同时消失，说明静态工作点已经调整到最佳状态了，直 ；若先出现截止失真， 接进入第(4)步；否则，若先出现饱和失真，则返回至（ii） ； 则返回至（iii）
图 2.3
工作点示意图
在输入信号变化时，工作点将沿交流负载线变化，从图 2.3 中u CE 的变化规律可以看 出：在不考虑三极管的饱和压降时，u CE 向减小方向的变化幅度为V CEQ ，向增大方向的变 化幅度取决于带负载的情况。静态工作点的设置就是使得放大器获得最大不失真输出电 压幅度，其基本原则就是使得Q点位于交流负载线的中间点附近。
实验报告数据分析要求：1）分析表 2.4 中的V ｉ 和V o 的相位关系；2）分析A v 的理论 计算与实际测量的误差原因；3）分析有无其Ｃ E 对A v 的影响。 2.5.2.3 动态参数-输入电阻的测试原理 电阻的测量采用串联电阻法，测试等效电路如图 2.4 所示。对输入电阻的测量方法 是：在信号源（其内阻r s 很小，可以忽略不计）与放大器之间串联合适（阻值与输入电 ，当测量出V s 和V i 的正弦波输出幅度，则可计算出 阻同数量级）的固定电阻R s （R s r s ） 输入电阻为：
，要获得带负载时的最大的不 则当带负载R L 时，u CE 向增大方向的变化幅度为 I C Q RL
失真输出幅度，则需要
Vommax VCEQ = I CQ RL
由式（2-9） 、 （2-10）可得：
（2-10）
VCEQ Vommax = VCC (1
RC R E ) RC R E R L
实验报告数据分析要求：分析静态工作点对输出波形失真的影响。 2.5.2 单管放大电路动态参数测量 2.5.2.1 最佳静态工作点的调整及最大不失真输出电压测量 由于静态工作点会影响最大不失真输出幅度，因此，要获得单管共射放大器的最大 不失真输出幅度，可以根据式（2-11）计算得到的V CEQ 来指导静态工作点的调节调整。
V oo 为放大电路负载开路时输出电压幅度。
Rs + Vs _ + Vi _
图 2.4
放大器
Ro + Voo _ + Vo RL _
Av Ri
测量动态参数的交流等效电路
根据电压放大倍数的定义：
A vo =V oo /V i A v = V o /V i
（负载开路时的电压放大倍数） （带负载时的电压放大倍数)
2.3
预习要求
（1） 三极管有哪些主要参数？ （2） 放大电路有哪些主要参数？ （3） 什么是静态工作点，如何测量静态工作点，如何调节静态工作点； （4） 电路放大倍数的定义和测量方法； （5） 输入电阻、输出电阻的测量方法； （6） 最大不失真输出电压的测量方法； （7） 实验电路器件布局。
2.4
Av
vo RL vi rbe
(2-1) (2-2) (2-3)
Ri rbe || ( R1 Rw上 ) || ( R2 Rw下 )
Ro RC
26 I EQ
RC || R L ，R C 为集电极电阻，R L 为负载电阻。 式（2-1）中： R L
rb e 3 0 0 (1 ) (2-4)
位关系是反相 180°，V o 波形有以下几种情况：
(i)当V o 没有失真，则增大输入信号（调节V s 或调节R s 改变V i ）,使之出现失真，若
饱和与截止失真刚刚同时出现，说明静态工作点已经调整到最佳状态了，直接进入 第(4)步。否则进入（ii~iv）步的静态工作点的调节； ； (ii)当只出现饱和失真时，向下端稍微调节R w 至消除失真为止，返回（i）
输入电阻的测量方法与步骤如下： ⑴在实验 2.5.2.2 的基础上，将旁路电容Ｃ E 并联接入至R E （即将图 2.1 中的节点 1、2 连通） ，将R s 调节到最大（即R s =10kΩ ） ，用示波器同时监视测量V i 和V o ，在调节输入信 号V s 幅度时（注意：使V i 约 30mV） ，始终保持输入和输出信号不失真，观测输出信号V o 的幅度变化。 ⑵用示波器同时测量并记录输入信号V i 的幅值和信号源V s 的幅值，填入表 2.5。
表 2.5 动态参数-R i 测量记录表 测试条件 信号源幅度V s 输入幅度V i R i =R s V i /（V s -V i ） 接射极电容C E =10uF
表 2.2 静态工作点测量及输出波形记录表（ = 1.最上端 2.最下端 3.中间点 注：计算V CE = V C – V E ，I C =(V CC – V C )/R c ，I E =V E /R c ；电压电位V，电流单位mA。 ） V o 波形 R w 位于 V B (测量) V E (测量) V C (测量) V CE (计算) I C (计算) I E (计算) VT 的工作状态
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由式（2-1） （2-2） （2-4）可以看出：I BQ ↑→I EQ ↑→r be ↓→R i ↓→A v ↑ 由式（2-1） （2-3）可以看出：R C ↑→R O ↑→A v ↑
RC 。 在负载开路（R L ＝∞）时： RL
当旁路电容C E 的断开时，电路的电压放大倍数为：
图 2.1 单管共射放大器电路
2.5
实验内容
2.5.1 静态工作点的设置
图 2.2 单管放大器直流（静态）电路 2.5.1.1 什么是静态工作点 静态工作点是指在电路的交流输入信号为零时，电路中各支路电流和各节点的电压 值。通常直流负载线与交流负载线的交点 Q 所对应的参数 I BQ 、 I CQ 、 V CEQ 是主要观测对
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象，如图 2.3 所示，在电路调试过程中，电路参数确定以后，对工作点起决定作用的是
I B ，测量比较方便的是 V CE ，通过调节 R W 改变电流 I B ，通过测量 V CE 判断工作点是否合
适。Q点过高易于产生饱和失真，Q点过低易于产生截止失真。 2.5.1.2 静态工作点的设置原则 由图 2.1 可知，静态工作点 Q 的
V ommax = 2V/格×2.3 格/2 = 2.3V
② 或直接用数字示波器测量被测正弦波电压峰-峰值V p-p ，则其峰值为V p-p /2。 实验报告数据分析要求：比较V CEQ(计算) 、V CEQ(测量) 与V ommax 的大小，分析其原因。 2.5.2.2 动态参数-电压放大倍数的测试原理 图 2.1 的放大电路的动态参数测试可以等效为图 2.4 所示的电路。其中虚线框内为待 测放大器。图中，V i 放大电路输入电压幅度，V o 为放大电路带负载时输出电压幅度，
实验原理
基本放大电路有共射极、共基极、共集电极三种构成方式，本次实验采用共射极放
，通过合理设置 大电路,如图 2.1 所示。三极管是一个电流控制电流源器件（即I C ＝βI B ） 静态工作点，实现对交流电压信号的放大。放大电路的主要参数有电压放大倍数A v 、输 入电阻R i 、输出电阻R o 。
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模拟电子技术实验指导书-2013 版
⑶并比较V ｉ 和V o 的相位关系，画出V ｉ 和V o 的对比波形，如果有相移，分析说明产生 的原因并测试证明其正确性。 ⑷断开射极旁路电容Ｃ E ， （即将图 2.1 中的节点 1、2 断开） ，重复测试步骤（1~3） 。
表 2.4 动态参数- A v 测量记录表 测试条件 Vi Vo A v ( 计 算 )= V o / Vi A v (理论计算) 注意：A v 理论计算中的r be 由表 2.3 中的V EQ(测量) 求出。 幅度 幅度 接射极电容C E =10uF 波形 波形 幅度 幅度 射极电容开路 波形 波形
模拟电子技术实验指导书-2013 版
实验二
单管放大电路
（8 学时）
2.1 实验目的
（1） 了解晶体管的基本特性； （2） 熟悉常Βιβλιοθήκη Baidu仪器的使用方法； （3） 掌握放大电路的主要指标和测试方法； （4） 掌握放大电路指标与电路参数的相互关系。
2.2
实验仪器及器件
设备条件：万用表，示波器，函数发生器，直流稳压电源 实验器材 表 2.1 元器件表 器材名称 型号/参数 数量 晶体管 9013 1 电容 10uF 3 电位器 10K 2 1k 3 电阻 2K 2 导线 10K 1 若干
表 2.3 最大不失真输出电压记录表 测试条件 V CEQ(计算) V CEQ(测量) V ommax V EQ(测量) V CC =12V
静态工作点的调节调整及测量方法如下：
(1)据式（2-11）计算图 2.1 电路参数的最佳静态工作点的V CEQ(计算) 值填入表 2.3 中。 (2) 在实验步骤 2.5.1.3 的基础上，用万用表直流档测量V CEQ ，调节R w ，使V CEQ 等于 V CEQ(计算) 。 (3) 用双踪示波器交流耦合方式同时观察输入V i 和输出信号V o 波形，注意V i 与V o 的相
Av
RL rb e (1 ) R E
（2-5） （2-6） （2-7）
Ri [ rbe (1 ) RE || ( R1 Rw上 ) || ( R2 Rw下 )
Ro RC
可见：电路放大倍数A v 、R i 、R o 与偏置电阻、静态工作点等有关。
(4)用万用表的直流电压档测量实际最佳静态工作点的V CEQ(测量) 和V EQ(测量) ，将其填入
表 2.3 中，并与V CEQ(计算) 进行比较；用示波器测量V ommax 并填入表 2.3 中。 示波器测量电压幅度的方法是： ① 将示波器探头接入被测式点（注意地线必需先连接好） ，调节示波器的垂直灵敏 度 D，使正弦波的负峰的扫描轨迹位于示波器某一水平标尺线的中心，读取正峰 扫描轨迹的偏移距离 x；则正弦波电压峰值=xD/2。 例如：示波器的垂直灵敏度为 2V/格，峰-峰距离为 2.3 格，则
电压增益的测量方法与步骤如下： ，用示波器同时监视测量 ⑴在实验 2.5.2.1 的基础上，将R s 调节到最大（即R s =10kΩ）
V i 和V o ，在调节输入信号V s 幅度时，始终保持输入和输出信号不失真，观测输出信号V o
的幅度变化。 注意：在有C E 时V i 约 30mV，无C E 时V i 约 50mV。 ⑵用示波器同时测量并记录输入信号V i 的幅值和输出信号V o 的幅值，填入表 2.4。
（2-11）
由式（2-11）可知：放大器的V om max 与静态工作点和负载有关。 2.5.1.3 不同静态工作点的测量与失真分析 用万用表可以测量直流电压，用示波器同样可以测量直流电压。万用表，有效位数
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模拟电子技术实验指导书-2013 版
多，测量精度高，示波器可以同时测量直流电压和交流电压，比万用表方便，能够满足 测量精度要求。 静态工作点测量及输出波形失真分析如下： ⑴ 用万用表测量三极管的值填入表 2.2 中，然后按图 2.1 连接电路。 ⑵ 调节直流电源输出 12 伏电压，关闭电源输出开关；调节信号源输出频率为 1kz， 输出幅度为 100mV 的正弦波。 ⑶ 连接实验电路到直流电源，打开直流电源输出开关；连接信号源至V s 端。 ⑷ 按照表 2.2 的测量条件调节位器R w ，用万用表的直流电压档测量V B 、V E 、V C 的电 位，用示波器的交流耦合方式观察输出波形V o 并且记录纸表格 2.2 中。
I CQ (VCC
R w 下 + R2 VBEQ )/ RE R1 + Rw + R2
（2-8） （2-9）
VCEQ VCC I CQ ( RC RE )
其直流负载线为： u CE VCC iC ( RC RE ) ，如图 2.3 所示。带负载R L 时的交流负载线
， RL RC || RL ；空载时的交流负载线为： u CE iC RC 。 为： u CE iC RL
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(iii)当只出现截止失真时，向上端稍微调节R w 至消除失真为止，返回（i） ；
， (iv)当饱和失真和截止失真均出现时，则减小输入信号（调节V s 或调节R s 改变V i ） 若使得饱和与截止失真刚刚同时消失，说明静态工作点已经调整到最佳状态了，直 ；若先出现截止失真， 接进入第(4)步；否则，若先出现饱和失真，则返回至（ii） ； 则返回至（iii）
图 2.3
工作点示意图
在输入信号变化时，工作点将沿交流负载线变化，从图 2.3 中u CE 的变化规律可以看 出：在不考虑三极管的饱和压降时，u CE 向减小方向的变化幅度为V CEQ ，向增大方向的变 化幅度取决于带负载的情况。静态工作点的设置就是使得放大器获得最大不失真输出电 压幅度，其基本原则就是使得Q点位于交流负载线的中间点附近。
实验报告数据分析要求：1）分析表 2.4 中的V ｉ 和V o 的相位关系；2）分析A v 的理论 计算与实际测量的误差原因；3）分析有无其Ｃ E 对A v 的影响。 2.5.2.3 动态参数-输入电阻的测试原理 电阻的测量采用串联电阻法，测试等效电路如图 2.4 所示。对输入电阻的测量方法 是：在信号源（其内阻r s 很小，可以忽略不计）与放大器之间串联合适（阻值与输入电 ，当测量出V s 和V i 的正弦波输出幅度，则可计算出 阻同数量级）的固定电阻R s （R s r s ） 输入电阻为：
，要获得带负载时的最大的不 则当带负载R L 时，u CE 向增大方向的变化幅度为 I C Q RL
失真输出幅度，则需要
Vommax VCEQ = I CQ RL
由式（2-9） 、 （2-10）可得：
（2-10）
VCEQ Vommax = VCC (1
RC R E ) RC R E R L
实验报告数据分析要求：分析静态工作点对输出波形失真的影响。 2.5.2 单管放大电路动态参数测量 2.5.2.1 最佳静态工作点的调整及最大不失真输出电压测量 由于静态工作点会影响最大不失真输出幅度，因此，要获得单管共射放大器的最大 不失真输出幅度，可以根据式（2-11）计算得到的V CEQ 来指导静态工作点的调节调整。
V oo 为放大电路负载开路时输出电压幅度。
Rs + Vs _ + Vi _
图 2.4
放大器
Ro + Voo _ + Vo RL _
Av Ri
测量动态参数的交流等效电路
根据电压放大倍数的定义：
A vo =V oo /V i A v = V o /V i
（负载开路时的电压放大倍数） （带负载时的电压放大倍数)
2.3
预习要求
（1） 三极管有哪些主要参数？ （2） 放大电路有哪些主要参数？ （3） 什么是静态工作点，如何测量静态工作点，如何调节静态工作点； （4） 电路放大倍数的定义和测量方法； （5） 输入电阻、输出电阻的测量方法； （6） 最大不失真输出电压的测量方法； （7） 实验电路器件布局。
2.4
Av
vo RL vi rbe
(2-1) (2-2) (2-3)
Ri rbe || ( R1 Rw上 ) || ( R2 Rw下 )
Ro RC
26 I EQ
RC || R L ，R C 为集电极电阻，R L 为负载电阻。 式（2-1）中： R L
rb e 3 0 0 (1 ) (2-4)
位关系是反相 180°，V o 波形有以下几种情况：
(i)当V o 没有失真，则增大输入信号（调节V s 或调节R s 改变V i ）,使之出现失真，若
饱和与截止失真刚刚同时出现，说明静态工作点已经调整到最佳状态了，直接进入 第(4)步。否则进入（ii~iv）步的静态工作点的调节； ； (ii)当只出现饱和失真时，向下端稍微调节R w 至消除失真为止，返回（i）