单管交流放大电路.docx

实验二 单管交流放大电路

一、实验目的

熟悉晶体管的管型、管脚和电解电容器的极性。

测量单管放大电路的电压增益，并比较测量值与计算值。

测定单级共射放大电路输入与输出波形的相位关系。

测定负载电阻对电压增益的影响。

熟悉放大器静态工作点的调试方法以及静态工作点变化对放大器性能的影响。

研究放大器的动态性能。二、实验器材

虚拟实验设备

操作系统为WindowsXP的计算机 1台

ElectronicsWorkbenchMultisim8.x～9.x电子线路仿真软件 1套

示波器Oscilloscope 1台

直流稳压源 1个

数字万用表 1个

函数信号发生器 1台

电阻（2KΩ，1/4W） 2个

电阻（5.1KΩ，1/4W） 1个

电阻（680Ω，1/4W） 1个

电阻（4.7KΩ，1/4W） 2个

电解电容（10μF，25V） 2个

电解电容（47μF，25V） 1个

NPN型晶体管2N3903 1个实际工程实验设备

模拟实验箱 1台

函数信号发生器DF1647 1台

双踪示波器DF4320 1台

数字万用表DT9806 1个

晶体管毫伏表DF2173B 1台

电阻（2KΩ，1/4W） 2个

电阻（5.1KΩ，1/4W） 1个

电阻（680Ω，1/4W） 1个

电阻（4.7KΩ，1/4W） 2个

电解电容（10μF，25V） 2个

电解电容（47μF，25V） 1个

NPN型晶体管2N3903 1个三、实验原理及实验电路

晶体三极管由半导体材料硅或锗制成。各种管的外形和管芯在制造工艺上各有不同，但最基本的结构只有NPN型和PNP型两种，管芯内部包含由两个PN结组成的三个区（发

射区、基区、集电区）。

三极管的工作状态可以分为以下三个区域：

B C B C截止区 减小基极电流I、集电极电流I也随着减小，当I=0时，I≈0，即

B C B C

饱和区 三极管的发射结、集电结均处于正向偏置，IC基本上不受IB控制（IC

βI V* ），晶体管失去了电流放大作用。这时，

βI V

B CE

电源电压VCC几乎全加到集电极电阻RC上。

B C B放大区 发射结正向偏置、集电结反向偏置，IC的变化取决于I（I=βI），基本上与VCE

B C B

截止、放大、饱和三个区的VBE数值见表2-1。

表2-1 VBE数值表

管 型 类 型

NPN

锗管

PNP

NPN

硅管

PNP

截 止

≤0.1V

≥－0.1V

≤0.5V

≥－0.5V

放 大

≈0.2V

≈－0.2V

≈0.6V

≈－0.6V

饱 和

≈0.3V

≈－0.3V

≈0.7V

≈－0.7V

C对放大器的基本要求是：有的电压放大倍数，输出电压波形失真要小。放大器工作时，晶体管应工作在放大区，如果静态工作点选择不当，或输入信号过大，都会使输出波形产生非线性失真。一般采用改变偏置电阻RB的方法来调节静态工作点。当放大器的输入信号幅值较小时，在保证输出电压波形不失真的条件下，常选取较低的静态工作点，以降低放大器噪声和电源的能量损耗。实际使用中，常通过测量RC上电压的方法来测量集电极电流I。

C

放大器的电压增益Au可用交流输出电压峰值U

放大器的电压增益Au可用交流输出电压峰值UUop除以输入电压峰值Uip来计算

U

Ri?p

在单级共射放大器中，集电极等效交流负载电阻 L为

R??

L

RR

RR?L C

R

L C

晶体管的输入电阻rbe可估算为 26

r ?300(1?? )

be I

E

式中，IE为静态发射极电流，也可用静态集电极电流ICQ来代替。

?当发射极旁路电容CE的容量足够大时，CE的容抗近似于零，CE与发射极电阻RE的并联总阻抗也近似于零，晶体管的发射极相当于交流接地，则电压增益的计算公式为

?

? R

A ?? Lu r

be

放大器的输入电阻Ri为分压电阻RB1，RB2及晶体管输入电阻rbe三者的并联值，即

R=R ∥R ∥r

i B1 B2 be

输出电阻R

o

近似等于集电极负载电阻R

，则有

E

=R R

=

o E

当发射极旁路电容CE断开时，在发射极电阻上?产R生串?联电流负反馈，则电压增益为

A ??r ?(1?L?)R

u

be E

i [ + 1+β ]这时输入电阻R为R ，R 和r （ ）

i [ + 1+β ]

B1 B2 be E

Ri=RB∥RB∥[rbe+（1+β）RE]

1 2

输出电阻R

o

仍近似等于集电极负载电阻R。

C

图2-1 单