实验三晶体管共射极单管放大器..doc

实验二　晶体管共射极单管放大器 预习部分 一、实验目的 　　⒈ 学会放大器静态工作点的调试方法， 分析静态工作点对放大器性能的影响。 　　⒉ 掌握放大器主要性能指标及其测试方法。 ⒊ 熟悉示波器、函数发生器、交流毫伏表、直流稳压电源及模拟实验箱的使用。 二、实验原理 1．静态工作点对放大器性能的影响及调试 1)　静态工作点 当放大电路未加输入信号（ui = 0）时，在直流电源作用下，晶体管基极和集电极回路的直流电流和电压用IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ表示，它们在晶体管输入和输出特性上各自对应一个点，称为静态工作点。 放大器静态工作点Q的位置对放大器的性能和输出波形有很大影响。以NPN型三极管为例，如工作点偏高（如图2-2-1中的Q1点），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；如工作点偏低（如图2-2-1中的Q2点）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）。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。 图2-2-1 静态工作点不合适产生波形失真 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。若要获得最大的不失真输出电压，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点，如图2-2-2中的Q点。 图2-2-2 具有最大动态范围的静态工作点 图2-2-3 共射极单管放大器 静态工作点的调试和测量方法 静态工作点由偏置电路设置。放大电路常用的偏置电路有固定和分压式偏置电路。固定偏置电路仅由一个基极电阻构成，要求电阻在兆欧数量级上，Q点易受晶体管参数变化和基极电阻值误差的影响。图2-2-3所示是分压式偏置的共射极放大电路。偏置电路由两个千欧数量级的基极电阻RB1和RB2构成，并添加射极电阻，也称射极偏置。它具有自动调节静态工作点的能力，当环境温度变化或更换晶体管时Q点基本不变。 改变电路参数UCC 、RC 、RB（RB1 、RB2）都会引起静态工作点的变化，但通常多采用调节上偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点。例如在图2-2-3所示电路中减小RB2，则可使静态工作点提高等。 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。选用量程合适的直流电压表，分别测量晶体管各电极对地的电位UB、UC和UE。静态工作点为： UBEQ＝UB－UE UCEQ＝UC－UE ICQ≈IEQ＝UE / RE 。 上述测量中IC采用了间接测量法，是测量中常用的方法。若集电极电路可以断开，也可串入电流表直接测量ICQ。IBQ为微安级，通常不测。 2．放大器主要动态指标测试 　　放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压（动态范围）等。 　　1)　电压放大倍数Av的测量 　　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，用交流毫伏表测出ui和uo的有效值Ui和Uo，则Av＝Uo / Ui 　　2)　输入电阻Ri的测量 为了测量放大器的输入电阻，按图2-2-3电路在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻RS，在放大器正常工作的情况下， 用交流毫伏表测出Us和Ui，则根据输入电阻的定义可得 测量时应注意 　　① 由于电阻RS两端没有接地点，而交流毫伏表通常是测量对地交流电压，所以测量RS两端电压 UR时必须分别测出Us和Ui，然后按UR＝Us－Ui求出UR值。 　　② 电阻Rs的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取RS与Ri为同一数量级。 图2-2-4 输入、输出电阻测量电路 　　3)　输出电阻Ro的测量 按图2-2-4电路，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载 RL的输出电压Uo和接入负载后的输出电压UL ，根据 , 即可求出RO。 　　在测试中应注意，必须保持RL接入前后输入信号的大小不变。 　　4)　最大不失真输出电压Uop-p的测量（最大动态范围） 根据图2-2-2，放大器的最大动态范围即最大不失真输出电压的峰-峰值Uop-p。为了测量最大动态范围，应将静态工作点调在交流负载线的中点。为此在放大器输出波形不失真的情况下，逐步增大输入信号的幅度，用示波器观察UO。当出现单向失真时则调节RP（改变静态工作点）使失真消失；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