晶体管单管共射放大电路.doc

实验三 晶体管单管共射放大电路 实验目的： 学习电子线路安装、焊接技术。 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。 3．掌握放大器交流参数：电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压和频率特性的测试方法。 4．进一步熟悉常用电子仪器及模拟电路设备的使用方法和晶体管β值测试方法。 实验原理： （一）实验电路 图3.1中为单管共射基本放大电路。 元件作用： RB基极偏流电阻，提供静态工作点所需基极电流。RB是由R1和RW串联组成，RW是可变电阻，用来调节三极管的静态工作点，R1（3K）起保护作用，避免RW调至0端使基极电流过大，损坏晶体管。② RS是输入电流取样电阻，输入电流Ii 流过RS ，在RS 上形成压降，测量RS两端的电压便可计算出Ii 。③ RC —集电极直流负载电阻。 ④ RL —交流负载电阻。⑤ C1、C2 —耦合电容。 （二）理论计算公式： 直流参数计算： 交流参数计算： （三）放大电路参数测试方法 由于半导体元件的参数具有一定的离散性，即便是同一型号的元件，其参数往往也有较大差异。设计和制作电路前，必须对使用的元器件参数有全面深入的了解。有些参数可以通过查阅元器件手册获得；而有些参数，如晶体管的各项有关参数（最重要的是β值），常常需要通过测试获取，为电路设计提供依据。另一方面，即便是经过精心设计和安装的放大电路，在制作完成后，也必须对静态工作点和一些交流参数进行测试和调节，才能使电路工作在最佳状态。一个优质的电子电路必定是理论设计和实验调试相结合的产物。因此，我们不但要学习电子电路的分析和设计方法，还应认真学习电子调节和测试的方法。 放大器静态工作点的调试和测量： 晶体管的静态工作点对放大电路能否正常工作起着重要的作用。对安装好的晶体管放大电路必须进行静态工作点的测量和调试。 静态工作点的测量： 晶体管的静态工作点是指VBEQ、IBQ、VCEQ、ICQ四个参数的值。这四个参数都是直流量，所以应该使用万用电表的直流电压和直流电流档进行测量。 测量时，应该保持电路工作在“静态”，即输入电压Vi＝0。要使Vi=0，对于阻容耦合电路，由于存在输入隔直电容，所以信号源的内阻不会影响放大器的静态工作点，只要将测试用的信号发生器与待测放大器的输入端断开，即可使Vi=0；但是输入端开路很可能引入干扰信号，所以最好不要断开信号发生器，而是将信号发生器的“输出幅度”旋钮调节至“0”的位置，使Vi=0。对于直接耦合放大电路，由于信号源的内阻直接影响待测放大器的静态工作点，所以在测量静态工作点时必须将信号发生器连接在电路中，而将输出幅度调节至0。 在实验中，为了不破坏电路的真实工作状态，在测量电路的电流时，尽量不采用断开测点串入电流表的方式来测量，而是通过测量有关电压，然后换算出电流。在本实验中，只要测出VBQ、VCQ、VCC电压值，便可计算出VBEQ、VCEQ、ICQ、IBQ。计算公式如下（计算前，需知道RB、RC的值）： 式中：RB = R1 + RW 为减小测量误差，应选用内阻较高的直流电压表。（500型万用表的直流电压档内阻为20KΩ／V，数字万用表直流电压档的内阻为10MΩ。） 静态工作点的调节方法： 静态工作点的设置是否合适，对放大器的性能有很大的影响。静态工作点对放大器的“最大不失真输出幅值”和电压放大倍数有直接影响。当输入信号较大时，如果静态工作点设置过低，就容易产生截止失真（NPN管的输出波形为顶部失真。见图3.2（a））；如果静态工作点设置较高，就容易出现饱和失真（NPN管的输出波形为底部失真。见图3.2（b））。当静态工作点设置在交流负载线的中点时，如果出现失真，将是一种上下半周同时削峰的失真（见图3.2（c））。这时放大器有最大的不失真输出幅值。 因此，当放大器需要处理大信号时，应将静态工作点设置在交流负载线的中点；对于前置放大器，由于处理的信号幅度较小，不容易出现截幅现象，而应着重考虑放大器的噪声、增益、输入阻抗、稳定性等方面，所以一般设置静态工作点在交流负载线中点以下偏低位置。 调节静态工作点一般通过改变RB的阻值来进行。若减小RB的阻值 ，可使ICQ增大，VCEQ减小；增大RB则作用相反。调节工作点前，应先用图解法根据交流负载线确定最佳工作点的值（ICQ、VCEQ），然后给待测放大器加电后，用万用表测量VCEQ ，调节RB ，使VCEQ达到设计值。必要时，需要在放大器输入端输入一定幅度的正弦信号，用示波器观察输出波形，并调节RB，使输出信号的失真最小。实验中，为调节静态工作点方便，RB采用了可变电阻RW（当然，如果改变VCC和其它元件的数值也会影响静态工作点，但都不如调节RB方便）。实际应用电路中在Q点调节好后，将RW换为阻值相同的固定电阻。 放大器动