实验二分压偏置共射极单管放大器 一、实验目的 1、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。 2、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压 的测试方法。 3、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 二、实验原理 图1为电阻分压式工作点稳定单管放大器电路图。它的偏置电路采用R:和 R组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R,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u:后，在放大器的输出端便可得到一个与： 相位相反，幅值被放大了的输出信号，从而实现了电压放大。 Rc 500K2.4K 120K A Rs B 10 T Us 20R ☐c.24k 50 图1 在图1电路中，当流过偏置电阻R!和Re的电流远大于晶体管T的 基极电流1时（一般5~10倍），则它的静态工作点可用下式估算 U,=Ra+Re R Ig Un-Um s le RE Ua=Uce-Ic (Re+Rr> 电压放大倍数
7 实验二 分压偏置共射极单管放大器 一、实验目的 1、 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。 2、 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压 的测试方法。 3、 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 二、实验原理 图 1 为电阻分压式工作点稳定单管放大器电路图。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 共射极单管放大器电路 图 1 在图 1 电路中，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 CC B1 B2 B1 B U R R R U + UCE＝UCC－IC（RC＋RE） 电压放大倍数 C E B BE E I R U U I −
A=-BRe∥R 输入电阻 R=RI∥Re∥Ibe 输出电阻 R≈R 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。 1、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=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I以及各电极对地的电位、，和U。一般实验中，为了避 免断开集电极，所以采用测量电压或，然后算出Ic的方法，例如，只要测 出即可用L:一受京出上（也可根据儿，由化确定1。 同时也能算出Ue=。一U,Ua=k一U。 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1（或）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
8 be C L V r R R A β // = − 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。 1、 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 E E C E R U I I = 算出 IC（也可根据 C CC C C R U U I − = ，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 I（或C 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
定的输入电压山，检查输出电压山，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) (6) 图2静态工作点对山波形失真的影响 改变电路参数Ua、Rc、Ra(R、R)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Re的方法来改变静态工作点，如减小R2,则可 使静态工作点提高等。 ic 80uA 60 Q2(Ucch 401B 20 (Rct) -10 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。 2、放大器动态指标测试 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）和通频带等。 9
9 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。 2、放大器动态指标测试 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）和通频带等
1)电压放大倍数A,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u,在输出电压不 失真的情况下，用交流毫伏表测出u:和山。的有效值U和Uo,则 A=是 2)输入电阻R的测量 为了测量放大器的输入电阻，按图4电路在被测放大器的输入端与信号源 之间串入一己知电阻R,在放大器正常工作的情况下，用交流毫伏表测出山，和 U,则根据输入电阻的定义可得R,=兰=兰 图4输入、输出电阻测量电路 测量时应注意下列几点： ①由于电阻R两端没有电路公共接地点，所以测量R两端电压U,时必须分 别测出山和U,然后按k=一U,求出值。 ②电阻R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R 与R,为同一数量级为好，本实验取R=1OK9。 3)输出电阻R的测量 按图4电路，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载R的输出电 压和接入负载后的输出电压，根据 即可求出 &=-R 在测试中应注意，必须保持R接入前后输入信号的大小不变
10 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 i 0 V U U A = 2) 输入电阻 Ri的测量 为了测量放大器的输入电阻，按图 4 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 R，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 R U U U R U U I U R S i i R i i i i − = = = 图 4 输入、输出电阻测量电路 测量时应注意下列几点: ① 由于电阻 R 两端没有电路公共接地点，所以测量 R 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 R 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 R 与 Ri为同一数量级为好，本实验取 R＝10KΩ。 3) 输出电阻 R0的测量 按图 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 O O L L L U R R R U + = 即可求出 L L O O 1)R U U R =( − 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的测量（最大动态范围） 如上所述，为了得到最大动态范围，应将静态工作点调在交流负载线的中点， 为此在放大器正常工作情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节R(改变 静态工作点)，用示波器观察，当输出波形同时出现削底和缩顶现象（如图5） 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，用交流毫伏表测出。（有效值），则动态范围 等于2√2U。或用示波器直接读出来。 图5静态工作点正常，输入信号太大引起的失真 5)干扰和自激振荡的消除：参考实验附录 三、实验设备与器件 1、直流稳压电源 2、函数信号发生器 3、双踪示波器 4、交流毫伏表 5、万用电表 6、单管/两管放大器实验电路板 7、电阻：2.4k*2 四、实验内容 9 +12V .4K 20K 图6 510 实验电路如图6所示。测量时仪表使用要点：静态工作点用万用表直流电压 档(20v)测量，万用表黑表笔接地：.U.用交流毫伏表测量，其黑鱼夹接 地：示波器始终接于输出端，监视输出电压是否失真，示波器黑鱼夹接地。 1、调试并测量静态工作点 11
11 4) 最大不失真输出电压 UOPP的测量（最大动态范围） 如上所述，为了得到最大动态范围，应将静态工作点调在交流负载线的中点。 为此在放大器正常工作情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节 RW（改变 静态工作点），用示波器观察 uO，当输出波形同时出现削底和缩顶现象（如图 5） 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，用交流毫伏表测出 UO（有效值），则动态范围 等于 2 2U0 。或用示波器直接读出 UOPP来。 图 5 静态工作点正常，输入信号太大引起的失真 5) 干扰和自激振荡的消除：参考实验附录 三、实验设备与器件 1、直流稳压电源 2、函数信号发生器 3、双踪示波器 4、交流毫伏表 5、万用电表 6、单管/两管放大器实验电路板 7、电阻： 2．4ｋ*2 四、实验内容 图 6 实验电路如图 6 所示。测量时仪表使用要点：静态工作点用万用表直流电压 档（20v）测量，万用表黑表笔接地；UO、 Ui、 US 用交流毫伏表测量，其黑鱼夹接 地；示波器始终接于输出端，监视输出电压是否失真，示波器黑鱼夹接地。 1、调试并测量静态工作点