光电信息技术实验一一光电模拟电子技术 图2一5静态工作点正常，输入信号太大引起的失真 (5)放大器幅频特性的测量 放大器的幅频特性是指放大器的电压放大倍数A:与输入信号频率F之间 的关系曲线。单管阻容耦合放大电路的幅频特性曲线如图2一6所示，A为中 频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频放大倍数的 1/√2倍，即0.707A所对应的频率分别称为下限频率f,和上限频率f,则通频 带fBw=fH-f五。 放大器的幅率特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数A。为此，可 采用前述测A的方法，每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数，测 量时应注意取点要恰当，在低频段与高频段应多测几点，在中频段可以少测几 点。此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变，且输出波形不得失真。 Au Aun 0.707Aun 。 C BE 9011NPN) 3CG 9012(PNP 9013(NPN) 图2一6幅频特性曲线 图2一7品体三极管管脚排列 三、实验仪器 1、双踪示波器 2、函数发生器 3、数字万用表 4、频率计 5、交流毫伏表 6、直流毫伏表 7、分立元件放大电路模块 四、预习要求 1、三极管及单管放大器工作原理。 2、放大器动态及静态测量方法。 五、实验内容及步骤 1、实验电路：图2一1共射极单管放大器实验电路 (1)用万用表判断实验箱上三极管1V1的极性和好坏，电解电容C的 极性和好坏。 (2)按图2-1所示，连接电路（注意：接线前先测量+12V电源，关断电 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心 光电电技实
光电信息技术实验――光电模拟电子技术 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 10 图 2－5 静态工作点正常，输入信号太大引起的失真 (5) 放大器幅频特性的测量 放大器的幅频特性是指放大器的电压放大倍数AU与输入信号频率f 之间 的关系曲线。单管阻容耦合放大电路的幅频特性曲线如图 2－6 所示，Aum为中 频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频放大倍数的 2/1 倍，即 0.707Aum所对应的频率分别称为下限频率fL和上限频率fH，则通频 带 fBW ff LH 。 PN) 3CG 三、实验仪器 示波器 2、函数发生器 表 四 习 管及单管放大器工作原理。 五、实验内容及步骤 1 共射极单管放大器实验电路 好坏，电解电容 C 的 极 2-1 所示，连接电路(注意：接线前先测量+l2V 电源，关断电 放大器的幅率特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数Au。为此，可 采用前述测Au的方法，每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数，测 量时应注意取点要恰当，在低频段与高频段应多测几点，在中频段可以少测几 点。此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变，且输出波形不得失真。 3DG 9011( 9011(N 9012(PNP) 9013(NPN) 图 2－6 幅频特性曲线 图 2－7 晶体三极管管脚排列 l、双踪 3、数字万用表 4、频率计 5、交流毫伏表 6、直流毫伏 7、分立元件放大电路模块 、预 要求 1、三极 2、放大器动态及静态测量方法。 l、实验电路：图 2－ （１）用万用表判断实验箱上三极管 1V1 的极性和 性和好坏。 （２）按图
光电信息技术实验一一光电模拟电子技术 源后再连线)，将即的阻值调到最大位置。 (3)接线完毕仔细检查，确定无误后接通电源。改变R即记录I分别为 0.5mA、1mA、1.5mA时三极管1V1的B值（注意：I,的测量和计算方法）。 2、静态调整 调整R,使V=2.2V,计算并填入表2-1。 表2-1 测量值 计算值 Va (V) Va (V) R(K9) IB(μA)Ic(mA) 3、动态研究 (1)将函数发生器调到f=1KHz,幅值为3mV,接到放大器输入端，观察 U,和U端波形，并比较相位。 (2)信号源频率不变，逐渐加大信号幅度，观察不失真时的最大值，并 填入表2-2 表2-2 RL=o∝ 测量值 计算值 估计值 U:(mV) U。(V) A (3)保恃U=5mV不变，放大器接入负载R,在改变R数值的情况下测量， 并将计算结果填入表2-3 表2-3 给定参数 测量值 计算值 估算值 R R U:(mV) U (V) A A 2K 5K1 2K 2K2 5K1 5K1 5K1 2K2 (4)保持：=5mV不变，增大和减小R,观察Uo波形变化，测量并填入表2-4 表2-4 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心光电信息技术实验室
光电信息技术实验――光电模拟电子技术 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 11 源后 通电源。改变Rp记录IC分别为 0.5m 2、静态调整 .2V，计算并填入表 2-1。 测量值 计算值 再连线)，将 Rp 的阻值调到最大位置。 （３）接线完毕仔细检查,确定无误后接 A、1mA、1.5 mA时三极管 1V1 的β值(注意：Ib的测量和计算方法)。 调整RP，使VE=2 表 2-1 VBE（V） VCE（V） Rb（KΩ） IB（μA） IC（mA） 3、动态研究 生器调到f=1KHz，幅值为 3mV，接到放大器输入端Ui，观察 Ui和 加大信号幅度，观察UO不失真时的最大值，并 填入 表 2-2 RL=∝ 测量值 估计值 (1) 将函数发 UO端波形，并比较相位。 (2) 信号源频率不变，逐渐 表 2-2 计算值 Ui（mV） UO（V） AV AV (3) 保恃Ui=5mV不变，放大器接入负载RL，在改变RC数值的情况下测量， 并将 表 2-3 给定参数 计算值 估算值 计算结果填入表 2-3 测量值 RC RL Ui（mV） UO（V） AV AV 2K 5K1 2K 2K2 5K1 5K1 5K1 2K2 (4) 保持Ui=5mV不变，增大和减小RP，观察UO波形变化，测量并填入表 2-4 表 2-4
光电信息技术实验一一光电模拟电子技术 R值 输出波形情况 最大 合适 最小 注意：若失真观察不明显可增大或减小U幅值重测。 4、测放大器输入，输出电阻。参照图2一4输入、输出电阻测量电路 (1)输入电阻测量 在输入端串接一个电阻R=5K1,测量U与U,即可计算r1· (2)输出电阻测量 在输出端接入可调电阻作为负载，选择合适的R值使放大器输出不失真 (接示波器监视)，测量有负载和空载时的U。,即可计算ro。 将上述测量及计算结果填入表2-5中。 表2-5 测输入电阻R=5K1 测输出电阻 测量值计算值估算值 测量值 计算值估算值 Us U Uo r =o 六、实验报告 1、列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数、输入电 阻、输出电阻之值与理论计算值比较（取一组数据进行比较），分析产生误差原 因。 2、总结R,R及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻 的影响。 3、讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。 4、分析讨论在调试过程中出现的问题。 实验三 场效应管放大器 一、实验目的 1、了解结型场效应管的性能和特点 2、进一步熟悉放大器动态参数的测试方法 州电子科技大学理学物理实验学不中心花电信技术实室
光电信息技术实验――光电模拟电子技术 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 12 RP值 UB UC UE 输出波形情况 最大 合适 最小 注意：若失 观察不明 可增大或减 Ui幅值重测。 4、测放大器输入，输出电阻。参照 图 2－4 输入、输出电阻测量电路 在输入端串接一个电阻R=5K1，测量US与Ui，即可计算ri。 电阻作为负载，选择合适的RL值使放大器输出不失真 (接示 测输入电阻 R=5K1 测输出电阻 真 显 小 (1) 输入电阻测量 (2) 输出电阻测量 在输出端接入可调 波器监视)，测量有负载和空载时的UO，即可计算rO。 将上述测量及计算结果填入表 2-5 中。 表 2-5 测量值 计算值 估算值 测量值 计算值 估算值 US i i i UO U r R RL=∝ UO RL= 六、实验报告 理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数、输入电 阻、 总结RC，RL及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻 静态工作点变化对放大器输出波形的影响。 实验三 场效应管放大器 一、实验目的 场效应管的性能和特点 方法 1、 列表整 输出电阻之值与理论计算值比较（取一组数据进行比较），分析产生误差原 因。 2、 的影响。 3、讨论 4、分析讨论在调试过程中出现的问题。 1、了解结型 2、进一步熟悉放大器动态参数的测试
光电信息技术实验一一光电模拟电子技术 二、实验原理 场效应管是一种电压控制型器件。按结构可分为结型和绝缘栅型两种类型 由于场效应管、源之间处于绝缘或反向偏置，所以输入电阻很高（一般可达 上百兆欧)，又由于场效应管是一种多数载流子控制器件，因此热稳定性好，抗 辐射能力强，噪声系数小。加之制造工艺较简单，便于大规模集成，因此得到 越来越广泛的应用。 1、结型场效应管的特性和参数 ID(mA)4 Uas=0V -0.2V -0.4V -0.6V -08 0.5 Up 4210080604026 2 468101五 ) 图3一13DJ6F的输出特性和转移特性曲线 场效应管的特性主要有输出特性和转移特性。图3一1所示为N沟道结型场 效应管3DJ6F的输出特性和转移特性曲线，其直流参数主要有饱和漏极电流Is, 夹断电压U,等：交流参数主要有低频跨导 8a= △1U6=常数。 △Us 表3一1列出了3DJ6F的典型参数值及测试条件。 表3-1 参数名称 饱和漏极电流 夹断电压 跨导 Ios (mA) Up (V) 8。(M/N) Uns=10V Uns=10V Uos=10V 测试条件 Ucs=0V Is=50μ4 I0s=3mA f=1KHz 参数值 13.5 <1-91 >100 2、场效应管放大器性能分析 图3一2为结型场效应管组成的共源级放大电路。其静态工作点 RUo-1R U@-Vc-Us=Ra+Re 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心光电信息技术实验室
光电信息技术实验――光电模拟电子技术 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 13 二、实验原理 一种电压控制型器件。按结构可分为结型和绝缘栅型两种类型。 特性和参数 场效应管是 由于场效应管栅、源之间处于绝缘或反向偏置，所以输入电阻很高（一般可达 上百兆欧），又由于场效应管是一种多数载流子控制器件，因此热稳定性好，抗 辐射能力强，噪声系数小。加之制造工艺较简单，便于大规模集成，因此得到 越来越广泛的应用。 1、结型场效应管的 图 3－1 3DJ6F 的输出特性和转移特性曲线 场效应管的特性主要有输出特性和转移特性。图 3－1 所示为N沟道结型场 效应管 3DJ6F的输出特性和转移特性曲线。其直流参数主要有饱和漏极电流IDSS， 夹断电压UP等；交流参数主要有低频跨导 U 常数 △U △I g D DS 。 GS m 表 3－1 列出了 3DJ6F 的典型参数值及测试条件。 参数名称 饱和漏极电流 夹断电压 跨 导 g 表 3－1 IDSS（mA） UP（V） m（µA/V） 测试条件 DS UDS I U ＝10V UGS＝0V ＝10V DS＝50µA UDS＝10V IDS＝3mA f＝1KHz 参数值 1～3.5 ＜｜－9｜ ＞100 2、场效应管放大器性能分析 图 3－2 为结型场效应管组成的共源级放大电路。其静态工作点 g1 R U U U U IR GS G S DD D S g1 g2 R R
光电信息技术实验一一光电模拟电子技术 ,=ls1-s)月 U。 中频电压放大倍数 Ar=-gR'=-gR∥R 输入电阻 R=Re十Re∥Re 输出电阻 R≈RD 式中跨导g.可由特性曲线用作图法求得，或用公式 0- 8。=- U。 计算。但要注意，计算时U要用静态工作点处之数值。 +UDD +12V R2150m 图3一2结型场效应管共源级放大器 3、输入电阻的测量方法 场效应管放大器的静态工作点、电压放大倍数和输出电阻的测量方法，与 实验二中晶体管放大器的测量方法相同。其输入电阻的测量，从原理上讲，也 可采用实验二中所述方法，但由于场效应管的R比较大，如直接测输入电压U 和U:,则限于测量仪器的输入电阻有限，必然会带来较大的误差。因此为了减 小误差，常利用被测放大器的隔离作用，通过测量输出电压U来计算输入电阻 测量电路如图3一3所示 图3一3输入电阻测量电路 在放大器的输入端串入电阻R,把开关K掷向位置1（即使R=0),测量放大 器的输出电压U1=AUs:保持Us不变，再把K掷向2（即接入R),测量放大器的 输出电压Ue。由于两次测量中A,和Us保持不变，故 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心 光电信息技木实险室
光电信息技术实验――光电模拟电子技术 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 14 2 P GS DSSD ) U U (1II 中频电压放大倍数 ＝－gmRL＇＝－gmRD // RL 输入电阻 Ri＝RG＋Rg1 // Rg2 或用公式 AV 输出电阻 RO≈RD 式中跨导gm可由特性曲线用作图法求得， ) U (1 2I g DSS GS UUP P m 计算。但要注意，计算时UGS要用静态工作点处之数值。 图 3－2 结型场效应管共源级放大器 3、输入电阻的测量方法 场效应管放大器 阻的测量方法，与 法相同。其输入电阻的测量，从原理上讲，也 可采 的静态工作点、电压放大倍数和输出电 实验二中晶体管放大器的测量方 用实验二中所述方法，但由于场效应管的Ri比较大，如直接测输入电压US 和Ui，则限于测量仪器的输入电阻有限，必然会带来较大的误差。因此为了减 小误差，常利用被测放大器的隔离作用，通过测量输出电压UO来计算输入电阻。 测量电路如图 3－3 所示。 图 3－3 输入电阻测量电路 在放大器的输入端串入电阻R，把开关K掷向位置 1（即使R＝0），测量放大 器的输出电压U01＝AVUS； 接入R），测量放大器的 输出 保持US不变，再把K掷向 2（即 电压U02。由于两次测量中AV和US保持不变，故