实验二、单级共射放大电路.doc

实验二、单级共射放大电路 一．实验目的 1．学会放大器静态工作点的测量和调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。 2．掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。 3．熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 二．预习要求 1．复习有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。假设：3DG6的β=100，RB1=20kΩ，RB2=60kΩ，RC=2.4kΩ，RL=2.4kΩ。估算放大器的静态工作点，电压放大倍数Au，输入电阻Ri和输出电阻Ro。 2．能否用直流电压表直接测量晶体管的UBE？为什么实验中要采用测UB、UE，再间接算出UBE的方法？ 3．怎样测量RB2阻值？ 4．当调节偏置电阻RB2，使放大器输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压降UCE怎样变化？ 5．改变静态工作点对放大器的输入电阻Ri有否影响？改变外接电阻RL对输出电阻Ro有否影响？ 6．测试Au，Ri和Ro时怎样选择输入信号的大小和频率？为什么信号频率一般选1KHz，而不选100KHz或更高？ 三．实验原理与参考电路 图2-1 图2-1 共射极单管放大器实验电路 图2-1为电阻分压工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用RB1和RB2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。当在放大器的输入端加入输入信号Ui后，在放大器的输出端便可得到一个与Ui相位相反，幅值被放大了的输出信号Uo，从而实现了电压放大。 在图2-1电路中，当流过偏置电阻RB1和RB2的电流远大于晶体管T的基极 电流IB（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算： UCE =Ucc- Ic(Rc+ RE) 电压放大倍数 输入电阻 Ri = RB1//RB2// rbe 输出电阻：Ro≈Rc。 由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时,离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，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，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。 1．放大器静态工作点的测量与调试 （1）静态工作点的测量 测量放大器的静态工作点，应在输入信号Ui=0的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流Ic以及各电极对地的电位UB、Uc、UE。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压UE或Uc，然后算出Ic的方法，例如，只要测出UE，即可用：算出Ic(也可根据，由Uc确定Ic)同时也能算出UBE= UB-UE，UcE= Uc-UE。 为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。 （2）静态工作点的调试 放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流Ic（或UcE）的调整与测试。 图2-2 静态工作点对U 图2-2 静态工作点对U0波形失真的影响 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。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱合失真，此时Uo的负半周将被削底，如图2-2（a）所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即Uo的正半周被削顶（一般截止失真不如饱合失真明显），如图2-2（b）所示。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Ui，检查输出电压Uo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。 图2-3 电路参数对静态工作点的影响 图2-3 电路参数对静态工作点的影响 改变电路参数Ucc、Rc、RB(RB1、RB2)都会引起静态工作点的变化，如图2-3所示。但通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点，如减小RB2，则可使静态工作点提高等。 最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。 2．放大器动态指标测试 放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻，输出电阻、最大不失真输出电压（动态范围）和通频带等。 （1）电压放大倍数Au的测量 调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压Ui，在输出电压Uo不失真的情况下，用交流毫伏表测出Ui和Uo的有效值Ui和Uo，则 （