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2024-01-21
电子技术基础实验实验三晶体管共射极单管放大器
目录
实验目的与原理
实验器材与电路搭建
静态工作点调试与测量
动态性能测试与分析
波形失真现象探讨
实验总结与拓展思考
实验目的与原理
掌握晶体管共射极单管放大器的基本工作原理和电路组成
学习晶体管共射极单管放大器的性能指标及测试方法
培养实验操作技能和电子线路故障排查能力
01
输入信号加在晶体管的基极与发射极之间，输出信号从集电极与发射极之间取出。
晶体管在放大区工作时，集电极电流Ic受基极电流Ib的控制，实现电流的放大。
通过合适的偏置电路和负载电阻，可将电流放大转换为电压放大。
晶体管共射极单管放大器是一种基本的放大电路，其核心元件是晶体管。
02
03
04
非线性失真
输出信号与输入信号之间非线性关系引起的失真，如谐波失真、交越失真等。
频率响应
放大器对不同频率信号的放大能力，反映放大器的通频带宽度。
输出电阻
输出端对交流信号的等效电阻，影响放大器带负载的能力。
放大倍数
输出信号与输入信号之比，反映放大器的放大能力。
输入电阻
输入端对交流信号的等效电阻，影响放大器对信号源的负载效应。
实验器材与电路搭建
03
电容
10μF电解电容一只，0.1μF瓷片电容一只。
01
晶体管
NPN型硅管，如2N2222或BC547等。
02
电阻
1kΩ、10kΩ、100kΩ各一只。
电源
±12V直流电源。
信号源
低频信号发生器，如函数信号发生器。
示波器
双踪示波器。
负载
8Ω扬声器或等效电阻。
在搭建电路前，务必检查元器件的好坏和参数是否符合要求，特别是晶体管，应使用万用表检测其放大倍数和引脚排列是否正确。
电源的正负极连接要正确，否则可能导致元器件损坏或电路无法正常工作。
在连接信号源和示波器时，要确保连接正确且紧密，避免接触不良导致的信号失真或波形异常。
01
如果在实验中遇到问题，如电路无法正常工作、波形异常等，可以按照以下步骤进行排查
02
1.检查电源是否正常供电，测量电源电压是否在±12V范围内。
03
2.检查晶体管是否损坏或引脚排列错误，可以使用万用表检测其放大倍数和引脚排列是否正确。
01
02
03
静态工作点调试与测量
静态工作点是指放大器在没有输入信号时，晶体管各极的直流电位和流过晶体管的直流电流。
静态工作点的设置对放大器的性能有很大影响，如放大倍数、输入电阻、输出电阻、失真度等。
合理的静态工作点可以提高放大器的线性度和稳定性，减小失真。
01
02
03
电源电压的选择
根据晶体管的参数和放大器的要求，选择合适的电源电压。
电阻的选择
通过调整基极偏置电阻和集电极负载电阻，可以改变静态工作点的位置。
调试过程
在电路接通电源后，使用万用表测量晶体管的各极电位，调整电阻使晶体管处于合适的静态工作点。
测量工具
使用万用表或示波器等测量工具。
测量方法
在电路稳定工作后，分别测量晶体管的基极、发射极和集电极的电位，并记录测量数据。
数据记录
将测量得到的各极电位和电流值记录在实验报告中，以便后续分析和比较。
03
02
01
动态性能测试与分析
放大倍数
晶体管共射极单管放大器的放大倍数是指输出信号与输入信号之间的比值，它反映了放大器的放大能力。
输入电阻
输入电阻是指放大器输入端对信号的阻抗，它决定了放大器对信号源的负载效应。
输出电阻
输出电阻是指放大器输出端对负载的阻抗，它影响了放大器带负载的能力。
频率响应
频率响应是指放大器对不同频率信号的放大能力，它反映了放大器的频带宽度和频率特性。
按照实验要求搭建晶体管共射极单管放大器的测试电路，包括信号源、输入电阻、输出电阻和负载等。
搭建测试电路
调整静态工作点
输入信号测试
动态性能参数测量
通过调整基极偏置电阻，使晶体管处于合适的静态工作点，以保证放大器在正常工作状态下进行测试。
将不同频率和幅度的输入信号分别加到放大器的输入端，观察并记录输出信号的波形和幅度。
根据实验要求，分别测量放大器的放大倍数、输入电阻、输出电阻和频率响应等动态性能参数。
输入电阻分析
通过分析输入电阻的测量结果，评估放大器对信号源的负载效应是否合适。
频率响应分析
通过分析频率响应的测量结果，评估放大器的频带宽度和频率特性是否符合设计要求。
输出电阻分析
根据输出电阻的测量结果，分析放大器带负载的能力以及负载变化对放大器性能的影响。
放大倍数分析
根据测量结果，分析放大器的放大倍数是否满足设计要求，以及在不同频率下的放大倍数变化情况。
波形失真现象探讨
截止失真
当输入信号幅度过大时，晶体管可能会进入截止区，导致输出信号波形底部被削平，产生截止失真。
饱和失真
当输入信号幅度过大或工作点设置不当时，晶体管可能会进入饱和区，导致输出信号波形顶部被削平，产生饱和失真。
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