晶體管單級(jí)放大器的研究

1、.實(shí)驗(yàn)八 晶體管單級(jí)放大器的研究一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 研究晶體管放大器的輸出波形與靜態(tài)工作點(diǎn)的關(guān)系。2、 掌握測(cè)量放大器電壓放大倍數(shù)的方法3、 掌握測(cè)量放大器頻率特性的方法。二、 預(yù)習(xí)要求1、 復(fù)習(xí)有關(guān)單級(jí)放大器的講課內(nèi)容，指出實(shí)驗(yàn)板上各電路元件的作用（圖3-1中Re的作用暫不考慮）。圖3-1 共發(fā)射極放大器實(shí)驗(yàn)電路2、 放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)由哪些電路參數(shù)決定？要調(diào)整表態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)調(diào)哪些元件？測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)需要何種儀表，在電路中應(yīng)如何接入？3、 放大器的電壓放大倍數(shù)與哪些電路參數(shù)有關(guān)？如何測(cè)量電壓放大倍數(shù)Au？三、 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、 示波器2、 低頻信號(hào)發(fā)生器3、 晶體管穩(wěn)壓電源4、 晶體管毫伏表

2、5、 萬(wàn)用表6、 實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)機(jī)四、 圖3-1所示的實(shí)驗(yàn)電路為共發(fā)射極基本放大電路，電路靜態(tài)時(shí)的基極電壓和集電極電壓由式（1）和式（2）決定： （1） （2） 圖3-2在Re、Rb21、Rb22固定的情況下，改變RW2和RC2都可以改變放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，在保持ICQ一定的情況下，RC2增加則UCEO下降。靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置，應(yīng)考慮到在整個(gè)信號(hào)變化的范圍內(nèi)，晶體管始終工作于線性放大區(qū)，如果希望耗電小，在輸入信號(hào)不大的情況下，工作點(diǎn)應(yīng)取的低一些，這時(shí)集電極電流小。但是若要取得最大不失真輸出，工作點(diǎn)應(yīng)選在負(fù)載線的中點(diǎn)，如圖3-2中的Q1點(diǎn)所示。靜態(tài)工作點(diǎn)選擇得不恰當(dāng)，過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)出現(xiàn)失真：截止失真

3、是由于靜態(tài)工作點(diǎn)的電流取得太小而引起的，此時(shí)集電極電壓很大，如圖3-2中Q2點(diǎn)所示。飽和失真是由于靜態(tài)工作點(diǎn)電流取得太大而引起的，此時(shí)集電極電壓很小，如圖3-2中的Q3點(diǎn)所示。值得注意的是，用示波器顯示截止失真和飽和失真的波形時(shí)，對(duì)NPN管來(lái)說(shuō)，前者在示波器熒光屏Y軸的上方，后者在熒光屏Y軸的下方，而對(duì)PNP管來(lái)說(shuō)，則相反。放大器的電壓放大倍數(shù)定義為輸出電壓的有效值U。與輸入電壓的有效值Ui之比，即 放大倍數(shù)與工作點(diǎn)的選擇和負(fù)載電阻的大小有密切的關(guān)系，測(cè)量放大倍數(shù)必需在波形不失真的條件下進(jìn)行，在輸出波形不失真的情況下，適當(dāng)增加RC2，可以提高放大倍數(shù)AU。也就是說(shuō)，在一定范圍內(nèi)，電壓放大倍數(shù)A

4、U隨RC2的增加而增加。五實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟實(shí)驗(yàn)板上插孔的位置及作用：H、I、L改變集成極電阻RC2，H、J相連RC2的阻值等于2K，J、I相連RC2=5K。L、M、N接通或斷開(kāi)負(fù)載電阻RL，L、M、N不連斷開(kāi)負(fù)載電阻RL，L、M、N相連接通負(fù)載電阻RL。F信號(hào)輸入端實(shí)驗(yàn)步驟如下：1、 靜態(tài)工作點(diǎn)Q的調(diào)整及研究Q點(diǎn)對(duì)輸出波形的影響，選用RC2=2K，即H、J相連，即暫不接入RL和C0。(1)把信號(hào)發(fā)生器接在放大器的輸入端，毫伏表和示波器接在輸出端如圖3-3所示，仔細(xì)檢查線路連接是否正確，并經(jīng)指導(dǎo)老師復(fù)查同意后才可接上電源。(2)接通穩(wěn)壓電源，調(diào)節(jié)EC，使EC=12V，然后按圖3-3接入實(shí)驗(yàn)板。圖3

5、-3令Ui=0，即是在沒(méi)有信號(hào)輸入的情況下，調(diào)節(jié)Rw2為最大值（往左旋），測(cè)量此時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn)Q（即ICEQ值）。然后將Ui從0逐漸增大，直到在示波器上可觀察到明顯的削波失真波形為止，記錄此時(shí)的Ui值及畫出U0的波形。(3)令Ui=0，調(diào)節(jié)Rw2為最小值（右旋到底），測(cè)量此時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn)Q（ICQ、UCEQ）。然后將Ui從0逐漸增大，直到在示波器上可觀察到明顯的削波失真波形為止，記錄此時(shí)的Ui值及畫出U0的波形。(4)調(diào)節(jié)Rw2在適當(dāng)位置，令Ui從0逐漸增大，直到U0的波形同時(shí)出現(xiàn)截止失真和飽和失真為止（方法是：一邊調(diào)Rw2，一邊調(diào)Ui，使波形上下剛剛同時(shí)削波，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)波形上半波大下半波小的

6、不對(duì)稱現(xiàn)象，這個(gè)現(xiàn)象是晶體管的非線性引起的失真，可暫不考慮，波形調(diào)到上下剛剛出現(xiàn)截止失真和飽和失真即可認(rèn)為是最佳狀態(tài)），記下此時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn)電流ICQ，靜態(tài)工作點(diǎn)電壓UCEQ，以及最大不削波失真時(shí)的Ui值，并畫出U0的波形。記錄以上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填入表3-1表3-1RC2Rw2ICQ（mA）UCEQ(V)Ui(mV)U0波形2K最大最小最佳2、電壓放大倍數(shù)AU的測(cè)量及研究AU與RC2.RL等的關(guān)系.（1） 調(diào)節(jié)Rw2，令I(lǐng)CQ=0.5mA，RC2=2K，輸入信號(hào)F=1000HZ，Ui=10mV，測(cè)出此時(shí)的UCQE及U0值，填入表3-2。（2） 其他參數(shù)不變，但接入負(fù)載RL和Co（即L、M、N相連），重做此實(shí)驗(yàn)，測(cè)出此時(shí)的UCEQ值，并算出AU，填入表3-2（3） L、M、N不連，RC2改5K，其他參數(shù)不變重做此實(shí)驗(yàn)，測(cè)出此時(shí)UCEQ及U0值，并算出AU，填入表3-2 表3-2Ui=10mV f=1000HzRLICQ(mA)UCEQ(V)Ui(mA)U0(mA)AU=U0/Ui計(jì)算值Rc2=2KRc2/RL=2k/2.7kRc2=5kRc2/RL=5k/2.7k（4） RC2=5K，L、M、N相連，其他參數(shù)不變，重做此實(shí)驗(yàn)，測(cè)出此時(shí)的UCEQ及U0值，并算出AU，填入表3-2。注意：表3-2中,的值寫在實(shí)驗(yàn)板上，如沒(méi)寫可按=80計(jì)，re 可近似為：五、 實(shí)