西工大模电实验报告晶体管单级放大器

西工大模电实验报告

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。

西工大模电实验报告

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：

（1） 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。

（2） 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：

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）

西工大模电实验报告

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 （一） 计算机仿真部分 1、静态工作点的调整和测量

(1)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。

(2)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

西工大模电实验报告

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。

(3)撤掉信号发生器,使输入信号电压Vi=0,用万用表测量三极管三个极分别对地的电压VE，VB，VC，

VCEQ

，

IEQ

，根据

IEQ

VEQ

E,算出ICQ IEQ。

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

西工大模电实验报告

（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

（二）实验室操作部分 1、静态工作点的调整和测量

（1）按照实验电路在面包板上连接好，布线要整齐、均匀，便于检查；镜检查无误接通12V直流电源。

（2）在放大电路输入端加入1KHz、幅度为20mV的正弦信号，输出端接示波器，调节电位器，使示波器所显示的输出波形不失真，然后关掉信号发生器的电源，使输入电压Vi=0，用万用表测量三极管三个极分别对地电压，VE，VB，VC，VCEQ，ICQ,根据I=V/R算出I=I。记录测量值，并与估算值进行比较。

2、电压放大倍数的测量

(1)打开信号发生器的电源，输入信号频率为1KHz、幅度为20mV的正弦信号，输出端开路时，用示波器分别测出Vi,Vo’的大小，然后根据式（2.1-5）算出电压放大倍数。

（2）放大器输入端接入2kΩ的负载电阻R6，保持输入电压Vi不变，测出此时的输出电压Vo，并算出此时的电压放大倍数，分析负载对放大电路电压放大倍数的影响。

（3）用示波器双踪观察Vo和Vi的波形，比较它们之间的相位关系。 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电压V和V，利用式（2.1-6）便可算出

西工大模电实验报告

放大电路的输入电阻Ri的大小。

（2）根据测得的负载开路时输出电压Vo’和接上负载时的输出电压Vo，利用式（2.1-7）便可算出放大电路的输出电阻Ro。记录实验数据。

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）

西工大模电实验报告

电压放大倍数测量（RL=∞）

电压放大倍数测量（RL=2kΩ）