21晶体管单级放大器..doc

2.1晶体管共射极单管放大器 一、实验目的 1、掌握用multisim仿真软件分析单级放大器主要性能指标的方法。 2、掌握晶体管放大器静态工作点的调试和调整方法，观察静态工作点对放大器输出波形的影响。 3、测量放大器的放大倍数、输入电阻和输出电阻。 二、实验原理 实验电路如图2.1－1所示，采用基极固定分压式偏置电路。电路在接通直流电源Vcc而未加入信号（Vi=0）时，三极管三个极电压和电流称为静态工作点，即 VBQ=R2VCC/(R2+R3+R7) （2.1-1） ICQ=IEQ=(VBQ-VBEQ)/R4 （2.1-2） IBQ=IEQ/β （2.1-3） VCEQ＝VCC－ICQ（R5＋R4） （2.1-4） 1、 放大器静态工作点的选择和测量 放大器的基本任务是不失真的放大小信号。为了获得最大不失真输出电压，静态工作点应选在输出特性曲线上交流负载线的中点。若工作点选的太高，则容易引起饱和失真；而选的太低，又易引起截止失真。 静态工作点的测量是指在接通电源电压后放大器输入端不加信号时，测量晶体管的集电极电流ICQ和管压降VCEQ。其中VCEQ可直接用万用表直流电压档测C-E极间的电压既得，而ICQ的测量则有直接法和间接法两种： 直接法：将万用表电流档串入集电极电路直接测量。此法精度高，但要断开集电极回路，比较麻烦。 间接法：用万用表直流电压档先测出R5上的压降，然后根据已知R5算出ICQ，此法简单，在实验中常用，但其测量精度差。为了减小测量误差，应选用内阻较高的电压表。 　　当按照上述要求搭好电路，在输入端引入正弦信号，用示波器观察输出。静态工作点具体的调节步骤如下： 现象 出现截止失真 出现饱和失真 两种失真都出现 无失真 动作 减小R 增大R 减小输入信号 加大输入信号 根据示波器上观察到的现象，做出不同的调整动作，反复进行。当加大输入信号，两种失真都出现，减小输入信号，两种失真同时消失，可以认为此时的静态工作点正好处于交流负载线的中点，就是最佳的静态工作点。去掉输入信号，测量此时的VCQ,就得到了静态工作点。 2、电压放大倍数的测量 电压放大倍数是指放大器的输入电压Ui输出电压Uo之比 AV=UO/Ui （2.1-5） 用示波器分别测出UO和Ui，便可按式（2.1-5）求得放大倍数，电压放大倍数与负载R6有关。 3、输入电阻和输出电阻的测量 （1）输入电阻Ri用电流电压法测得，电路如图2.1-3所示。在输入回路中串接电阻R=1kΩ，用示波器分别测出电阻两端电压Vi和Vs，则可求得输入电阻Ri为 Ri=Vi/Ri=Vi×R/（Vs-Vi） （2.1-6） 图2.1-3 电阻R不宜过大，否则引入干扰；也不宜过小，否则误差太大。通常取与Ri同一数量级。 （2）输出电阻Ro可通过测量输出端开路时的输出电压Vo’，带上负载R6后的输出电压Vo。 Ro=（Vo’/Vo-1）×R6 （2.1-7） 　三、实验步骤 计算机仿真部分 1、静态工作点的调整和测量 如图所示,介入函数发生器和示波器,示波器A通道接放大器输入信号,B通道接放大器输出信号。按Run键开始仿真。 在输入端加入1kHz,幅度为20mV(峰-峰值)的正弦波,双击函数信号发生器设置信号为正弦波,频率1kHz,幅度为10mV。按A或shift+A调节电位器,使示波器所显示的输出波形达到最大不失真。如图所示。 撤掉信号发生器,使输入信号电压=0,用万用表测量三极管三个极分别对地的电压，，，，，根据 ,算出。 理论估算值 实际测量值 将测量值记录于下表中,并与估算值进行比较。 2、电压放大倍数的测量 输入信号是1kHz，幅度是20mVpp正弦信号，利用实验原理中的公式（2.1-5）分别计算输出端开路和R6=2kΩ时的电压放大倍数，并用示波器双踪观察Vo和Vi的相位关系。 3、输入电阻和输出电阻的测量 （1）用示波器分别测出电阻两端的Vs和Vi，用式（2.1-6）便可计算Ri的大小。如图2.1-11所示。 图2.1-11 （2）根据测得的负载开路时的电压Vo’和接上2kΩ电阻时的输出电压Vo，用式（2.1-7）可算出输出电阻Ro。 将2,3的结果记录于下表 理论估算 实际测量 参数 Vi Vo AV Ri Ro Vi Vo AV Ri Ro 负载开路 RL=2kΩ 实际测量值 2.75V 7.811V 2.104V 5.707V 2.09mA 四、实验结果 静态工作点 放大电路动态指标测试、计算结果（仿真） 实际测量值 参数 V