模擬電子技術(shù)實(shí)驗-晶體管基本放大電路的研究-

1、 實(shí)驗：晶體管基本放大電路的仿真實(shí)驗?zāi)康恼莆諉喂芑痉糯箅娐返撵o態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)計和測量方法；掌握放大電路主要性能指標(biāo)的測量方法；了解靜態(tài)工作點(diǎn)對放大電路動態(tài)特性的影響。二、實(shí)驗儀器名稱及型號KeySight E36313A型直流穩(wěn)壓電源， DSOX3014T型示波器 /信號源一體機(jī)。模塊化實(shí)驗裝置。三、實(shí)驗內(nèi)容共射基本放大電路圖如圖 1 所示。7RL 2.4k 電源 Ui：“Sources” “POWER_SOURCES”“AC_POWER”。電源 VCC：“Sources”“POWER_SOURCES”“VCC”。地：“Sources”“POWER_SOURCES”“GROUND”。電阻：“B

2、asic”“RESISTOR”。可變電阻：“Basic”“VARIABLE_RESISTOR”。電容：“Basic”“CAPACITOR”電工電子實(shí)驗中心實(shí)驗報告三極管：“ Transistor”s “BJT_NPN”“2N3903”。1. 調(diào)整放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)（ SPOC 實(shí)驗、仿真實(shí)驗）按圖1完成電路連接，調(diào)節(jié) RW，使IC 2.0mA，再測量UB、UC、UE及RB1值，記錄表 1中。 注意：可添加探針或者 Multimeter 數(shù)字萬用表測量電路中的電壓、電流、電阻值。測 RB1時，一定 要使 RB1 的一端與電路斷開。靜態(tài)工作點(diǎn)仿真截圖：表 1 靜態(tài)工作點(diǎn) 測量數(shù)據(jù)表IC 2.0m

3、A測量值計算值UB（V）UE（V）UC（V）RB1（k）UBE（V）UCE（V）2.912062.229207.20000113.6940.682864.97082. 電壓放大倍數(shù)的測量（ SPOC 實(shí)驗、仿真實(shí)驗）在圖 1 基礎(chǔ)上接入雙通道示波器，用雙通道示波器同時觀察輸入和輸出波形。電工電子實(shí)驗中心實(shí)驗報告 輸入輸出電壓波形截圖：按表 2 內(nèi)容改變電路參數(shù)，并完成實(shí)驗。注意：ui 10mV 為有效值，輸出電壓有效值可使用萬用表或探針進(jìn)行測量。表 2 測量放大倍數(shù)數(shù)據(jù)表IC 2.0mAui( mV )RC（k）RL(k)uo(mV)放大倍數(shù) AV102.4（RL斷開）212.34-21.23

4、101.2（RL斷開）105.84-10.58102.42.4104.37-10.44102.45.1134.52-13.45根據(jù)實(shí)驗結(jié)果，分析在改變 RL時，對放大倍數(shù)有何影響。改變 RC 時，對放大倍數(shù)有何影響。 增大負(fù)載電阻 RL時，電壓放大倍數(shù)變大，減小負(fù)載電阻 RL時，電壓放大倍數(shù)變??；增大集電極電 阻 RC時，電壓放大倍數(shù)變大，減小集電極電阻 RC 時，電壓放大倍數(shù)變小。3. 輸出電阻的測量（ SPOC實(shí)驗）輸出電阻測量電路如圖 1 所示，測量有負(fù)載（電阻 RL）和空載時輸出電壓電壓有效值 uL 和 uo，并利用公式 Ro （ uo 1）RL 計算輸出電阻值。uL表3 測量輸入電阻

5、和輸出電阻參考數(shù)據(jù)表ui（ mV ）uL（mV）uo（ mV）RO（ k）計算測量值10mV-128.465mV-255.455mV2.372k輸入電阻的測量（ SPOC實(shí)驗）學(xué)習(xí)SPOC輸入電阻的測量實(shí)驗內(nèi)容，寫出輸入電阻的計算公式，并截圖 SPOC實(shí)驗教學(xué)視頻 上的輸入電阻測量原理圖。輸入電阻測量原理圖：5. 單管共射放大電路放大倍數(shù)的研究（遠(yuǎn)程在線實(shí)驗）本實(shí)驗所采用的單極晶體管基本放大電路如下圖所示， 為共射基本放大電路。晶體管是一個非 線性器件，在放大電路中應(yīng)使放大器獲得盡可能高的放大倍數(shù)， 同時又不要進(jìn)入非線性區(qū)而產(chǎn)生波 形失真。本次實(shí)驗中所采用的分壓式偏置放大電路，是最為常見的工作

6、點(diǎn)穩(wěn)定電路。+12VRcC2uiC1+10F+10F V1 3DG6500Hz 90mVpp接示波器通道 2Rb2ReGND+C347Fuo接示波器通道 1共射基本放大電路（遠(yuǎn)程實(shí)驗）進(jìn)入遠(yuǎn)程實(shí)驗操作界面 打開遠(yuǎn)程實(shí)驗操作界面，主界面左上方為 KeySight E36313A型直流穩(wěn)壓電源，右上方為 KeySight DSOX3014T示波器/信號源一體機(jī)。兩個儀器中間為指導(dǎo)說明區(qū)，實(shí)驗前應(yīng)從頭至尾閱讀 一遍指導(dǎo)說明。主界面中下區(qū)域為實(shí)驗操作區(qū)。直流穩(wěn)壓電源的調(diào)節(jié) 主界面左上方為直流穩(wěn)壓電源，要求其輸出 +12V 電壓。 點(diǎn)擊直流穩(wěn)壓電源進(jìn)入調(diào)節(jié)界面 。點(diǎn)擊電源開關(guān)打開電源 ，觀察屏幕顯示。點(diǎn)

7、擊電源右上角的 2通道選擇按鈕，在面板數(shù)字區(qū)輸出12后再按面板上的 Enter按鍵，設(shè)置2通道的電壓為12V。穩(wěn) 壓電源最下面一排端子為輸出通道。點(diǎn)擊 2通道上方的“ on”按鍵可輸出 2通道的電壓。點(diǎn)擊穩(wěn)壓 電源界面右下角的模塊返回至主界面。使用導(dǎo)線連線，將從直流穩(wěn)壓電源通道 2引出的+12V和 0V電壓連接至電源模塊。如果電源 設(shè)置錯誤，主界面會有提示。連接電路圖 電源模塊有啟動開關(guān)，撥動電源模塊開關(guān)，若電源設(shè)置正確，模塊對應(yīng)指示燈點(diǎn)亮。 拖動主界面旁邊的電路模塊和導(dǎo)線，在操作臺上進(jìn)行連線，按所給電路圖搭接電路。 由于連接自由度有限，為避免出錯，接線時應(yīng)參照以下步驟：將電源模塊+12電壓接

8、在電阻 Rb1上，再將電阻 Rb1和Rc接在一起； 連接三極管的基極 b：連接電阻 Rb1和三極管 b引腳，連接電容 C1右端和三極管 b 引腳， 連接電阻 Rb2和三極管的 b 引腳。連接三極管的集電極 c：連接三極管 c引腳和電阻 Rc，連接三極管 c 引腳和電容 C2左端。 連接三極管的發(fā)射極 e：連接三極管 e引腳和電阻 Re。將電容 C3并聯(lián)到電阻 Re 兩端。 將電阻 Rb2 的另一端（接 GND）和電阻 Re的另一端（接 GND）互相接在一起。 連接電阻 Rb2的接地端（ GND ）和電源模塊的地（ GND） 連接示波器的黑夾子（ GND）和電源模塊的地（ GND） 信號源輸入端

9、（紅夾子）接到電容 C1 左端。示波器通道 2（注意必須是通道 2）接到電容 C1 左端，測量輸入。示波器通道 1（注意必須是通道 1）接到電容 C2 右端，測量輸出。 點(diǎn)擊電阻 RC 可改變其阻值。注意：在遠(yuǎn)程實(shí)驗中，如改變阻值應(yīng)先斷開電阻兩端的連線，阻值改變后再將電阻接入至電路中。 遠(yuǎn)程實(shí)驗時間只有最后 20 分鐘時，主界面右側(cè)會出現(xiàn)“一鍵連線”功能，操作者可對照查看 參考接線和自己的連線是否一致，但“一鍵連線”的電路圖不宜作為連線截圖粘貼至報告中。將電路接線完成后的截圖粘貼至此：觀察輸入和輸出波形連完后可點(diǎn)擊主界面右上方的信號發(fā)生器 /示波器一體機(jī)，調(diào)節(jié)儀器并觀察波形。首先點(diǎn)擊信 號源按

10、鍵（Wave Gen）。調(diào)節(jié)信號發(fā)生器，使之輸出頻率為 500Hz的正弦波，峰峰值為 90mV。下圖右側(cè)的旋鈕旋轉(zhuǎn)較慢，在電壓調(diào)節(jié)界面可直接點(diǎn)擊此旋鈕在下面的界面輸入 90，然后點(diǎn) 圖中的“ m”即輸出 90mV。在頻率調(diào)節(jié)界面也可采用此方法。關(guān)于觸發(fā)源的設(shè)置：點(diǎn)擊“ Trigger”按鈕，設(shè)置觸發(fā)源為“ 1（通道）”。遇到波形不穩(wěn)定的 情況可嘗試調(diào)節(jié)“ Trigger”按鈕旁邊的觸發(fā)電平旋鈕，調(diào)節(jié)觸發(fā)電平橫線使之位于波形范圍內(nèi)。點(diǎn)擊 Acquire 鍵，將采集模式設(shè)為平均模式。調(diào)節(jié)示波器，使屏幕上顯示出兩個清晰的交流信號。如初學(xué)示波器，可按照此方法調(diào)節(jié)波形：點(diǎn)擊示波器的“ AutoScale

11、”按鈕，即可顯示出輸入 和輸出的大致波形。如波形顯示不正確，則從以下兩方面進(jìn)行操作：（1）連線不正確，繼續(xù)在主界面進(jìn)行連線的操作或檢查電源供電； （2）信號源和示波器設(shè)置不正確，在示波器界面進(jìn)行操作調(diào)節(jié)。注意事項：在本示波器的信號輸出設(shè)置和每個測量通道的設(shè)置項中， 均有選擇 50或高阻（高 Z）項，可都選擇其中的高阻（高 Z）項。波形截圖截取 Rc 為 1k（默認(rèn)值）時屏幕的波形：記錄數(shù)據(jù)通道1的峰峰值為（ 4.5V），通道 2的峰峰值為（ 90mV）。頻率為（ 500Hz ）。根據(jù)峰峰值 計算其放大倍數(shù)為（ -50）。改變參數(shù)改變 Rc的取值為 1.5 k，將得到的波形圖截取在下面：改變 Rc 的取值為 3 k，將得到的波形圖截取在下面：四、思考題1. 共射基本放大電路的電壓放大倍數(shù)與集電極電阻取值是否有關(guān)？；