实验一单级放大电路静态参数的测试

实验一单级放大电路静态参数的测试（验证性实验）一、实验目的1.熟悉模拟电子技术实验箱的结构，学习电子线路的搭接方法。2.学习测量和调整放大电路的静态工作点，观察静态工作点设置对输出波形的影响。二、实验仪器1.低频信号发生器SG10261台2.双踪示波器SS7802或COS5020BF1台3.万用表VC9802A1块三、实验说明图1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用RB1和RB2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻RE，以稳定放大器的静态工作点。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u0，从而实现了电压放大。图1共射极单管放大器实验电路在图1电路中，旁路电容CE是使RE对交流短路，而不致于影响放大倍数，耦合电容C1和C2起隔直和传递交流的作用。当流过偏置电阻RB1和RB2的电流远大于晶体管T的基极电流IB时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算CCB2B1B1BURRRUUCE＝UCC－IC（RC＋RE）Rp680KRb251KRC5K1R251Rb124KR15K1Re1100Re21K8RL5K1Q1+Ce10u+C110u+C210uRb=Rb2+RpVcc(+12V)UiUoUsmACEBEBEIRUUI电压放大倍数beLCVrRRβA//输入电阻Ri＝RB1//RB2//rbe输出电阻RO≈RC由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。放大器静态工作点的测量与调试1)静态工作点的测量测量放大器的静态工作点，应在输入信号ui＝0的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流IC以及各电极对地的电位UB、UC和UE。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压UE或UC，然后算出IC的方法，例如，只要测出UE，即可用EEECRUII算出IC（也可根据CCCCCRUUI，由UC确定IC），同时也能算出UBE＝UB－UE，UCE＝UC－UE。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。2)静态工作点的调试放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流IC（或UCE）的调整与测试。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。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时uO的负半周将被削底，如图2(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即uO的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图2(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即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的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。(a)(b)图2静态工作点对uO波形失真的影响改变电路参数UCC、RC、RB（RB1、RB2）都会引起静态工作点的变化，如图3所示。但通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点，如减小RB2，则可使静态工作点提高等。图3电路参数对静态工作点的影响最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。三、实验内容实验电路如图1所示。各电子仪器可按实验一中图1所示方式连接，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起，同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。l、实验电路：图1共射极单管放大器实验电路（1）按图1所示，连接电路(注意：接线前先测量+l2V电源，关断电源后再连线)，将Rp的阻值调到最大位置。（2）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1V1的β值(注意：Ib的测量和计算方法)。ICIBβ0.5mA1mA1.5mA2.调试静态工作点接通直流电源前，先将RW调至最大，函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通＋12V电源、调节RW，使即UE＝2.2V，用直流电压表测量UB、UE、UC及用万用电表测量RB2值。记入表2。测量值计算值VBE（V）VCE（V）Rb（KΩ）IB（μA）IC（mA）2.观察静态工作点对输出波形失真的影响置RC＝5.1KΩ，ui＝0，调节RW使IC＝2.0mA，测出UCE值，再逐步加大输入信号，使输出电压u0足够大但不失真。然后保持输入信号不变，分别增大和减小RW，使波形出现失真，绘出u0的波形，并测出失真情况下的IC和UCE值，记入表3中。注意：每次测IC和UCE值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。表3RC＝2.4KΩRL＝∞IC(mA)UCE(V)u0波形失真情况管子工作状态UC=UE=UCE=2.0UC=UE=UCE=UC=UE=UCE=四、实验报告要求1.认真做实验，记录实验数据。2.讨论并总结静态工作点变化对放大器输出波形的影响。五、预习要求1.阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。假设：晶体管的β＝100，RB1＝20KΩ，RB2＝60KΩ，RC＝2.4KΩ，RL＝2.4KΩ。估算放大器的静态工作点，电压放大倍数AV，输入电阻Ri和输出电阻RO2.能否用直流电压表直接测量晶体管的UBE？为什么实验中要采用测UB、UE，再间接算出UBE的方法？3.怎样测量RB2阻值？4.当调节偏置电阻RB2，使放大器输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压降UCE怎样变化？