【2017年整理】单级放大器的特性研究.docVIP

单级放大器的特性研究 姓名： 学号： 组号： 组内编号： 一．实验目的： 1. 了解放大器的工作点和电路参数对放大性能的影响。 2. 学习测量放大器性能的方法。 二、实验仪器 （1）示波器：TDS1012C-EDU （2）万用表：KEITHLEY 2110 五位半万用表 （3）信号发生器：AFG3051 （4）直流稳压电源：SS1792F 三、实验原理： 简单放大器原理如图： 1. 静态工作点的计算： 直流通路如图所示： 则有 2. 交流参数的计算 等效电路如图所示： 可知： 3. 放大器的最佳工作点 非线性失真：由于晶体管输入和输出特性曲线的非线性，或由于输入信号过大或工作点不合适会引起信号波形的失真。输出特性曲线如图所示 ： 饱和失真：ic 的摆动范围有一部分进入饱和区，结果uce 的负半周被削去一部分，产生饱和失真。 截止失真：ib 的负半周被削去一部分，Ic 和uce 被削去相应的部分，产生截止失真。 当静态工作点选在负载线的中点，即最佳工作点时，放大器的动态范围最大。 实验方法和步骤 实验电路如下图所示： 1. 观察放大器的输出波形。 将电路板卡关K合向点“1”，加-9V电源接通测试电路，取RC=RC1=1kΩ ，首先测出此时的静态工作点UBE，UCE。调节Rw，使IC=3mA（即URc=3V），由函数发生器产生一个f=5KHz的正弦波，加在C点，信号电压幅度约为u=500mv（p-p），用双通道示波器同时观察放大器输入信号ui（Rs右侧）和输出信号u0（A点）的波形，观察并比较放大器的输出波形与输入波形的相位之间有什么不同，波形有无失真。 2. 测量放大器中频段放大倍数 Au，Aus。 在上述参数情况下，用示波器测出放大器的输入电压和输出电压ui，us，u0，计算放大倍数Au，Aus。注意此时波形不应失真。 3. 考查放大器工作点和电路参数变化对放大性能的影响。 （1） 集电极电流变化的影响。取Rc=1KΩ ，分别调节Ic为2毫安，3毫安，4毫安，5毫安，6毫安，参照内容2测出放大倍数，相互比较。 （2） 集电极电阻Rc变化的影响。取IC=3mA，分别测出Rc=1KΩ 和2KΩ 时的电压放大倍数Au，Aus并相互比较。 4. 放大器的最佳工作点和晶体管输入动态范围的研究。 （1）取Rc=1KΩ ，调节Rw使IC=3mA，当输入电压由小增大时，用示波器观察放大器的输出波形，会发生削波（是饱和失真，还是截止失真？），说明静态工作点不在动态特性曲线的中点。测出当输出波形最大而不失真时的输入电压值uimax。 （2）加大输入电压，输出波形失真，调节Rw，使得当输入信号电压逐渐加大时，输出波形正负向同时失真，即表示这时放大器的静态工作点已选择在动态特性曲线的中点，记录此时ICQ和UCQ的值，并测出当输出电压最大时而不失真时的晶体管输入电压uimax。 实验数据记录与分析 根据电路板上的标称值做参考进行理论估算 β=30 Ic=3mA 则Ri≈rbe : 460Ω—560Ω 取Ri≈rbe=500Ω， 晶体最大允许输入电压: 1. 观察放大器的输出波形。 静态工作点： UBE=0.1717V UCE=6.07V IC=3mA时，放大器的输出波形与输入波形的相位之间相差180°，波形无失真。 2. 测量放大器中频段放大倍数Au和Aus。 (测量的是峰值） Ui(mV) Us(mV) Uo(mV) Au Aus 17.1 48.0 554 -32.4 -11.5 3.考查放大器工作点和电路参数变化对放大性能的影响。 集电极电流变化的影响（Rc=1kΩ) Ic(mA) Ui(mV) Us(mV) Uo(mV) Au Aus 2 21.0 47.6 492 -23.4 -10.3 3 17.1 48.0 554 -32.4 -11.5 4 16.7 49.0 592 -35.4 -12.1 5 15.2 49.5 596 -39.2 -12.0 6 15.1 49.3 596 -39.4 -12.1 可以看出，随着Ic的增加，Au和Aus逐渐增加，但当Ic较大时，Au和Aus变化很小。 集电极电阻Rc变化的影响 Rc（KΩ） Ui(mV) Us(mV) Uo(mV) Au Aus 1 17.1 48.0 554 -32.4 -11.5 2 17.3 49.4 720 -41.6 -14.6 4.放大器的最佳工作点与晶体管输入动态范围的研究。 （1）发生截止失真，其中uimax（pp）=42