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V_cc而未加入信号（V_i=0）时，三极管三个极电压和电流称为静态工作点，即

V_BQ=R₂V_CC/(R₂+R₃+R₇) （2.1-1）

I_CQ=I_EQ=(V_BQ-V_BEQ)/R₄（2.1-2）

I_BQ=I_EQ/β （2.1-3）

V_CEQ＝V_CC－I_CQ（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。

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I_CQ和管压降V_CEQ。其中V_CEQ可直接用万用表直流电压档测C-E极间的电压既得，而I_CQ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I_CQ，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V_CQ,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

A_V=U_O/U_i（2.1-5）

用示波器分别测出U_O和U_i，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V_i和V_s，则可求得输入电阻R_i为

R_i=V_i/R_i=V_i×R/（V_s-V_i） （2.1-6）

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R_o可通过测量输出端开路时的输出电压V_o’，带上负载R₆后的输出电压V_o。

R_o=（V_o’/V_o-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=0,用万用表测量三极管三个极分别对地的电压，，，，，根据,算出。

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V_o和V_i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V_s和V_i，用式（2.1-6）便可计算R_i的大小。如图2.1-11所示。

图2.1-11

（2）根据测得的负载开路时的电压V_o’和接上2kΩ电阻时的输出电压V_o，用式（2.1-7）可算出输出电阻R_o。

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V_i=0，用万用表测量三极管三个极分别对地电压，V_E，V_B，V_C，V_CEQ，I_CQ,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V_i,V_o’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V_i不变，测出此时的输出电压V_o，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V_o和V_i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）便可算出放大电路的输入电阻R_i的大小。

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

电压放大倍数测量（R_L=∞）

电压放大倍数测量（R_L=2kΩ）

第二篇：实验三 晶体管共射级单管放大器实验报告

实验三晶体管共射级单管放大器实验报告

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一、题目：晶体管共射级单管放大器

二、实验原理:下图为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。晶体管共射电路是电压反向放大器。当在放大器的输入端加入输入信号Ui后，在放大器的输出端便可得到一个与Ui相位相反，幅值被放大了的输出信号Uo，从而实现了电压放大。

实验电路图

三、实验过程

1.放大器静态工作点的测量与测试

①静态工作点的测量

置输入信号Ui=0，将放大器的输入端与地端短接，然后选用量程合适的万用表分别测量晶体管的各电极对地的电位UB、UC和UE。 通过 Ic=（Ucc-Uc）/Rc 由Uc确定Ic。

②静态工作点的调试

在放大器的输入端加入一定的输入电压Ui，检查输出电压Uo的大小和波形。若工作点偏高，则放大器在加入交流信号后易产生饱和失真，若工作点偏低则易产生截止失真。

2.测量最大不失真输出电压

将静态工作点调在交流负载的中点。在放大器正常工作的情况下，逐步加大输入信号的幅度，并同时调节Rw，用示波器观察Uo，当输出波形同时出现削底和缩顶现象时，说明静态工作点已调在交流负载线的中点。然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真时，用示波器直接读出Uopp。

3.测量电压放大倍数

调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压Ui，在输出电压Uo不失真的情况下，测出Ui和Uo的有效值， Au=Uo/Ui

4.输入电阻Ri的测量

在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻R，在放大器正常工作的情况下，用毫伏表测出Us和Ui。

根据输入电阻的定义可求出Ri。

5. 输出电阻Ro的测量

在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载的输出电压Uo和接入负载的输出电压UL。

UL=RL UO /(RO+RL) 计算出Ro。

在测试中保证负载接入前后输入信号的大小不变。

四、实验数据

1.调试静态工作点

2.测量电压放大倍数

3.静态工作点对电压放大倍数的影响

4.观察静态工作点对输出波形失真的影响

5.测量最大不失真输出电压

6.测量输入电阻和输出电阻

五、实验分析

1. 输入电压通过晶体管共射级单管放大器放大后的输出电压和输入电压是相位相反，幅值被放大的。实现了电压的放大。

2. 测量静态工作点，为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。

3. 选定工作点后还必须进行调试,静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。静态工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，反之，截止失真。

4. 测量输入电阻时应分别测量R两端的电压，然后求出UR.

5. 测量最大不失真输出电压时，应将静态工作点调在交流负载的中点。在放大器正常工作的情况下，逐步加大输入信号的幅度，并同时调节Rw，用示波器观察Uo，

六、实验总结

1.经过晶体管共射级单管放大器后的输出电压信号幅值变大，相位相反。电压通过晶体管被放大。

2.调试静态工作点时，应使输出波形不失真。

3.调试最大不失真输出电压时，应将输入信号的幅度和电位器结合调节。

4.调试静态工作点时应细心，减小误差。