晶体管放大器的静态调测与增益测试

晶体管放大器的静态调测与增益测试

学号 **********

学生姓名张家梁

专业名称应用物理学（通信基础科学）

所在系（院）理学院

指导教师韩康榕

2016年 12月 14日

晶体管放大器的静态调测与增益测试

张家梁

（北京邮电大学，北京 100876）

摘要：本实验对单管共射放大电路进行研究。实验中需要设定直流偏置来确保Q点工作在合适的位置，保证交流放大电路的稳定性。否则会引起截止失真或者饱和失真，然后再用示波器观察交流信号，改变交流参数值并观察工作情况，并在这个过程中得到交流信号相应的动态范围。

关键词：单管共射；增益；静态调测；动态范围；示波器

Static Measurement and Gain Test of Transistor

Amplifier

Jialiang Zhang

(Beijing University of Posts and Telecommunications, BJ 10, China)

Abstract：In this experiment, the single-tube common-emitter amplifier circuit is studied. In the experiment, it is necessary to set the DC bias to ensure that the Q-point work in the right position to ensure the stability of the AC amplifier circuit. Otherwise it will cause distortion or saturation distortion cut-off, and then observe the AC signal with an oscilloscope to change the value of the AC parameters and observe the work, and in the process of AC signal to get the corresponding dynamic range.

Keywords:Single-tube common-firing; gain; static tuning; dynamic range; oscilloscope

引言

研究晶体管放大电路时，需要先连接好电路并经过调测确定合适的直流工作点，这个过程中，需要调节好静态工作点，就是使用示波器观察是否产生失真。在动态测量时在不同的电路参数下调节信号源的频率，观察输出波形的属性，得出动态调测的结果。

1实验目的

1.学习晶体管放大器静态工作点的调测方法。

2.研究静态工作点对放大器性能的影响。

3.掌握电压放大倍数、动态范围的测试方法。

4.熟悉常用电子仪器以及设备的使用。

2 实验原理

1.单极晶体管放大器静态工作点的测量

图1－1为电阻分压式单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压

电路，并在发射极中接有电阻RE ，以稳定放大器的静态工作点。Rp 用来调节静态工作点。当在放大器的输入端加入输入交流电压信号vi 后，在放大器的输出端便可得到一个与vi 相位相反，幅值被放大了的输出交流电压信号vo ，从而实现了电压放大。

图1 共射极单管放大器实验电路

晶体管为非线性原件，要使放大器不产生非线性失真，就必须建立一个合适的静态工作点

（Q 点），使晶体管工作在放大区。当Q 点合适时，输入大小合适的信号，输出波形不失真，若Q 过低，如图2所示，则I B 小，Ic 小，晶体管进入截止区，产生截止信号，如图2-3（A ）所示；当Q 点过高，即I B 大，则Ic 大，从而进入饱和区，产生饱和失真；如图1-3（b ）所示。

图2 电路参数对静态工作点的影响 图3 静态工作点对vO 波形失真的影响

因此，在完成放大器的设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性

能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，放大器各项动态参数的测量与调试。实验一主要针对对静态工作点的测量和调试。

如图2所示，放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流I C （或VCE ）的调整与测试。

静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。测量时，静态工作点应选在输出特性曲线上交流负载线的中点。如工作点偏高，

放大器在加入交流信号以后易产生饱

(a) (b)

和失真，此时v o的负半周将被削底，如图3-(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即v o的正半周被缩顶，如图3-(b)所示。对于线性放大电路而言，这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压u i，检查输出电压u o的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。改变电路参数U CC、R C、R B(R B1、R B2)都会引起静态工作点的变化，如图2所示。但当电路参数确定后，工作点的调整主要通过电位器调节来实现，输入合适的信号时，使输出波形达到最大且不失真，即为最佳的静态工作点。

1)直接测量法

将直流电流表(万用变置于直流电流档)串接在集电极电路直接测出I CQ的值。直接测量精度较高，但由于要断开电路，比较麻烦，尤其是焊接的电路。

2)间接测量法

①用直流电压表(万用表置于直流电压档)测电阻R C两端的电压U RC，然后计算

I CQ=U RC/R C。

②用直流电压表(万用表置于直流电压档)测电阻R E两端的电压U RE=U EQ，然后

计算I EQ=I CQ=U EQ/R E。电压表接在R E两端测量U EQ时会较小直流负反馈而使I EQ增大，但是间接测量U EQ，有一段接地，容易进行单手操作，因此试验常采用此方法。

为较小误差，应尽量选内阻大一些的电压表。

注意事项：

①进行I CQ的测量时为保证电路无输入以及干扰，应该将电路的输入端对地短路

②间接测量测出U RC算出I CQ后，还需进一步检验其他的静态参数，以免出现假

象。例如，晶体管发射结因损坏而断路，同样可以测出U RC的值，但此时I CQ的数值已经无实际意义。因此在测出I CQ的值后需要测量一下U BEQ或U CEQ的值以供做出正确的判断。

③在测量U BEQ时，将万用表直接跨接咋已经途观的B、E极间测量，而不要求

采用U BEQ=U BQ-U EQ的测量方法，否则可能得到错误的结果。

2.单极晶体管放大器的静态工作点的调整

调整静态工作点主要通过偏置电路进行。如图1，通过调节电位器Rp来改变电阻R B1的值，从而调节基级电压，使三极管的偏置电流改变，达到改变静态工作点的目的。与电位器R P串联的电阻R为限流保护电阻，对电路起保护作用。

3.放大器电压放大倍数的测量

电压放大倍数是放大电路输出信号电压u o与输入信号电压u i之比，测试电路如图1所示。具体测量步骤如下：

①输入信号选正弦信号，频率选择放大器的中频段的某一概率，如音频放大器可选择

1kHz。信号的幅度不能过大，否则会造成输入信号失真。