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模拟电路实验——三极管放大电路

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模拟实验三三极管及其放大电路

一．实验目的

1．对晶体三极管(3DG6、9013)、场效应管（3DJ6G）进行实物识别，了解它们的命名方法和主要技术指标。

2．学习用数字万用表、模拟万用表对三极管进行测试的方法。

3．用图3-10提供的电路，对三极管的β值进行测试。

4．学习共射、共集电极（*）、共基极放大电路静态工作点的测量与调整，以及参数选取方法，研究静态工作点对放大电路动态性能的影响。

5．学习放大电路动态参数（电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压）的测量方法。

6.调节CE电路相关参数，用示波器观测输出波形，对饱和失真和截止失真的情况进行研究。

7．用Multisim软件完成对共射极、共集电极、共基极放大电路性能的分析，学习放大电路静态工作点的测试及调整方法，观察测定电路参数变化对放大电路的静态工作点、电压放大倍数及输出电压波形的影响。加深对共射极、共集电极、共基极基本放大电路放大特性的理解。

二．知识要点

1．半导体三极管

半导体三极管是组成放大电路的核心器件，是集成电路的组成元件，在电路中主要用于电流放大、开关控制或与其他元器件组成特殊电路等。

半导体三极管的种类较多，按制造材料不同有硅管、锗管、砷化镓管、磷化镓管等；按极性不同有NPN型和PNP型；按工作频率不同有低频管、高频管及超高频管等；按用途不同有普通管、高频管、开关管、复合管等。其功耗大于1W的属于大功率管，小于1W的属于小功率管。

半导体三极管的参数主要有电流放大倍数β、极间反向电流ICEO、极限参数（如最高工作电压VCEM、集电极最大工作电流ICM、最高结温TjM、集电极最大功耗PCM）以及频率特性参数等。有关三极管命名、类型以及参数等可查阅相关器件手册。

下面给出几种常用三极管的参数举例如表3-01所示：

表3-01几种常用三极管的参数

参数

PCM(mW）

ICM(mA)

VBRCBO(V)

ICBO(μA

hFE

fT(MHz)

极性

3DG100D

100

20

40

1

4

0.01

NPN

3DG200A

100

20

15

0.1

25~270

0.01

NPN

CS9013H

400

500

25

0.5

144

150

NPN

CS9012H

600

500

25

0.5

144

150

PNP

参数

VP(V)

IDSS

gm(mA/V)

PDM(mW)

rGS（Ω）

fM

3DJ6G

-9

3~6.5

1

100

108

30

N沟道

2．半导体三极管的识别与检测

半导体三极管的类型有NPN型和PNP型两种。可根据管子外壳标注的型号来判别是NPN型，还是PNP

作用，故常用于小信号的放大。改变电路的静态工作点，可调节电路的电压放大倍数。而电路工作点的调整，主要是通过改变电路参数(Rb、Rc)来实现。(负载电阻RL的变化不影响电路的静态工作点，只改变电路的电压放大倍数。)该电路信号从基极输入，从集电极输出。输入电阻与相同材料的二极管正向偏置电阻相当，输出电阻较高，适用于多级放大电路的中间级。

共集电极放大电路信号由晶体管基极输入，发射极输出。由于其电压放大倍数Av接近于l，输出电压具有随输入电压变化的特性，故又称为射极跟随器。该电路输入电阻高，输出电阻低，适用于多级放大电路的输入级、输出级，还可以作为中间阻抗变换级。

共基极放大电路信号由晶体管发射极输入，集电极输出。其电流放大倍数Ai接近于1但恒小于1，(又叫电流跟随器)，电压放大倍数Av共射极放大器相同，且输入电压与输出电压同相。其输入电阻低，只有共射放大电路的l／(1+β)倍，输出电阻高，输入端与输出端之间没有密勒电容，电路频率特性好，适用于宽带放大电路。

下面以图3-13基本共射放大电路为例进行说明。

(1)放大电路静态工作点的测量和调试

由于电子元件性能的分散性很大，在

制作晶体三极管放大电路时，离不开测量

和调试技术。在完成设计和装配之后，还

必须测量和调试放大电路的静态工作点及

各项指标。一个优质的放大电路，一个最

终的产品，一定是理论计算与实验调试相

结合的产物。因此，除了熟悉放大电路的

理论设计外，还必须掌握必要的测量和调

试技术。

放大电路的测量和调试主要包括放大

电路静态工作点的测量和调试、放大电路 图3-13基本共射放大电路（固定偏置式）

各项动态指标的测量和调试、消除放大电路的干扰和自激等。在进行测试之前，务必先检查

三极管的好坏，并确定具体的β值。

1)静态工作点Q的测量

放大电路静态工作点的测量是在不加输入信号(即VI=0)的情况下进行的。

静态工作点的测量是指三极管直流电