实验一 单级交流放大电路 实验报告之欧阳历创编

实验一 单级交流放大电

路

时间：2021.02.09 创作人：欧阳历 一、实验目的

1.熟悉电子元器件和模拟电路实验箱，

2.掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响。

3.学习测量放大电路Q点，AV，ri，ro的方法，了解共射极电路特性。

4.学习放大电路的动态性能。 二、实验仪器 1.示波器

2.信号发生器

3.数字万用表 三、实验原理

1.三极管及单管放大电路工作原理。

以NPN三极管的共发射极放大电路为例说明三极管放大电路的基本原理：

三极管的放大作用是：集电极电流受基极电流的控制，并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，。

欧阳历创编 2021..02.09

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如果将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。

2.放大电路静态和动态测量方法。

放大电路良好工作的基础是设置正确的静态工作点。因此静态测试应该是指放大电路静态偏置的设置是否正确，以保证放大电路达到最优性能。

放大电路的动态特性指对交流小信号的放大能力。因此动态特性的测试应该指放大电路的工作频带，输入信号的幅度范围，输出信号的幅度范围等指标。 四、实验内容及步骤

1.装接电路与简单测量

图1.1 工作点稳定的放大电路

(1)用万用表判断实验箱上三极管V的极性和好坏，电解电容C的极性和好坏。

测三极管B、C和B、E极间正反向导通电压，可以判断好坏；测电解电容的好坏必须使用指针万用表，通过测正反向电阻。

三极管导通电压UBE=0.7V、UBC=0.7V，反向导通电压无

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穷大。

(2)按图1.1所示，连接电路(注意：接线前先测量+12V电源，关断电源后再连线)，将RP的阻值调到最大位置。 2.静态测量与调整

接线完毕仔细检查，确定无误后接通电源。改变RP，记录IC分别为0.5mA、1mA、1.5mA时三极管V的β值。

注意：Ib和Ic一般用间接测量法，即通过测Vc和Vb，Rc和Rb计算出Ib和Ic。此法虽不直观，但操作较简单，建议采用。以避免直接测量法中，若操作不当容易损坏器件和仪表的情况。

(2)按图1.1接线，调整RP使VE=1.8V，计算并填表1.1。 为稳定工作点，在电路中引入负反馈电阻Re，用于稳定静态工作点，即当环境温度变化时，保持静态集电极电流ICQ和管压降UCEQ基本不变。

依靠于下列反馈关系：

T↑—β↑—ICQ↑—UE↑—UBE↓—IBQ↓—ICQ↓，反过程也一样。其中Rb2的引入是为了稳定Ub。但此类工作电路的放大倍数由于引入负反馈而减小了，而输入电阻ri变大了，输出电阻ro不变。

Au(RcRL)rbe(1)Re，riRb1Rb2(rbe(1)Re)，roRc

由以上公式可知，当β很大时，放大倍数约等于

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RcRLRe ，

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不受β值变化的影响。

表1.1

实测 VBE(V) VCE(V) Rb(KΩ) 实测计算 IB(μA) IC(mA) 注意：图1.1中Ib为支路电流。 3.动态研究

(1)按图1.2所示电路接线。

(2)将信号发生器的输出信号调到f=1KHz，幅值为500mV，接至放大电路的A点，经过R1、R2衰减（100倍），Vi点得到5mV的小信号，观察Vi和VO端波形，并比较相位。

图中所示电路中，R1、R2为分压衰减电路，除R1、R2以外的电路为放大电路。由于一般信号源在输出信号小到几毫伏时，会不可避免的受到电源纹波影响出现失真，而大信号时电源纹波几乎无影响，所以采取大信号加R1、R2衰减形式。此外，观察输出波形时要调节Rb1，使输出波形最大且不失真时开始测量。输入输出波形两者反相，相差180度。

(3)

信号源频率不变，逐渐加大信号源幅度，观察VO

不失真时的最大值，并填表1.2。

分析图1.2的交流等效电路模型，由下述几个公式进行计算：

rbe200(1)26mVIE，AVRLRcrcerbe，riRbRb2rbe,rorceRc

表1.2 RL=∞

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实测 Vi(mV) VO(V) 实测计算 AV 估算 AV 图1.2 小信号放大电路

（4）保持Vi=5mV不变，放大器接入负载RL，在改变RC数值情况下测量，并将计算结果填表1.3。

表1.3

给定参数 RC 2K 2K 5K1 5K1 RL 5K1 2K2 5K1 2K2 Vi(mV) 实测 VO(V) 实测计算 AV 估算 AV （5）Vi=5mV，RC=5K1，增大和减小RP，观察VO波形变化。若失真观察不明显可增大Vi幅值（＞50 mV），并重测。（注意：此前必须把Q点重新设回原值。）将结果填入表1.4。如电位器RP调节范围不够，可改变Rb1(100K或150K)，再次调整RP使Ve =2.2V，并重测。

RP较大时，IC较小，Q点偏低，可观察到截止失真（波形上半周平顶失真），无输出。

RP较小时，IC较大，Q点偏高，可观察到饱和失真（波形下半周切割失真）。

表1.4

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RP Vb Vc Ve 输出波形情况 图例 最大 合适 最小 4.测放大电路输入，输出电阻。 （1）输入电阻测量

在放大电路输入端串接一个5K1电阻如图1.4，测量VS与Vi，即可计算ri。 图1.4 输入电阻测量 (2)输出电阻测量 见图1.5

图1.5 输出电阻测量

在输出端接入可调电阻作为负载，选择合适的RL值使放大电路输出不失真(接示波器监视)，测量带负载时VL和空载时的VO，即可计算出rO。

将上述测量及计算结果填入表1.5中。 用riRbRb2rbe,rorceRcRc公式进行估算

表1.5

测算输入电阻（设：RS=5K1） 实测 VS(mV) Vi(mV) 测算 ri 估算 ri 实测 VO RL=∞ VO RL=5K1 测算输出电阻 测算 RO(KΩ) 估算 RO(KΩ) 欧阳历创编 2021..02.09

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五、实验小结与实验感想：

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