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射极偏置放大电路实验报告

创作时间:
作者:
@小白创作中心

射极偏置放大电路实验报告

引用
CSDN
1.
https://blog.csdn.net/2301_77375791/article/details/145030891

实验1 射极偏置放大电路

一、实验目的

  1. 熟练掌握共发射极放大电路的工作原理,静态工作点的设置与调整方法,了解工作点对放大器性能的影响;
  2. 掌握放大器基本性能指标参数的测试方法。

二、实验设备

  1. 模拟电子线路实验箱 1台
  2. 双踪示波器 1台
  3. 函数信号发生器 1台
  4. 直流稳压电源 1台
  5. 数字万用表 1台

三、实验原理

图1.1 是一个阻容耦合共发射极放大器。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(Re=Re1+Re2),以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加输入信号ui后,在输出端就可以得到一个与ui相位相反,幅值被放大了的输出信号uo,从而实现了放大。


图1.1共发射极放大器

(1)静态工作点

UBQ = UCC Rb2 /(Rb1 + Rb2)

ICQ≈IEQ =(UBQ-UBEQ)/ Re= UEQ / Re

UCEQ ≈ UCC-ICQ(RC+Re)

为使三极管工作在放大区,一般应满足:

硅管: UBEQ≈ 0.7V

UCC>UCEQ>1V

(2)电压放大倍数

Au = -βRL′/rbe (注:RL′=RL∥RC)

(3)输入、输出电阻

Ri = Rb1∥Rb2∥rberbe= rbb′+(1+β)26mV / IEQmA

Ro= ro ∥RC ≈ RC

四、实验内容与步骤

(1)线路连接

按图1.1 连接电路,把基极偏置电阻RP调到最大值,避免工作电流过大。

(2)静态工作点设置

接通+12V直流电源,调节基极偏置电阻RP,使IEQ =1mA,也即是使UEQ = 1.9V。然后测试各工作点电压,填入表1-1中。

UBQ(V)
UEQ(V)
UCQ(V)
UBEQ(V)
UCEQ(V)
2.53V
1.9V
7.08V
0.63V
7.17V

(3)电压放大倍数测量

调节信号源,使之输出一个频率为1kHz ,峰峰值为100mV的正弦信号(用示波器测量)。然后将输入信号加到放大器的输入端,完成表1-2内容。

uipp(V)
uoLpp(V)
Au=uoLpp /uipp
112mV
1.94V
17.3

表中的uipp、uoLpp分别用示波器测量,并观察其输出波形,电压放大倍数应该在波形不失真的情况下测量。


Uolpp测量波形图

(4)输入、输出电阻测量

放大器的输出电阻的大小反映了它带负载的能力,Ro愈小则带负载的能力愈强。放大器输出电阻的测量方法如图1.2所示。负载电阻RL的取值应接近放大器的输出电阻Ro,以减小测量误差。用示波器观察输出波形,在输出波形不失真的情况下测量其幅度。首先测量RL未接入放大器时的输出电压uopp,接入RL后再测量放大器负载上的电压uoLpp,完成表1-3内容。

uopp(V)
uoLpp(V)
Ro(kΩ)
1.307V
0.645V
5.23kΩ


放大器的输入电阻反映了放大器本身消耗输入信号源功率的大小。采用串联电阻法测量放大器的输入电阻Ri,即在信号源输出端与放大器的输入端之间串联一个已知的电阻R(一般选择R的值接近Ri,以减小测量误差)。测试电路如图1.3所示。用示波器观察输出波形,在不失真的情况下测出uspp、uipp的值,并填入表1-4中。(uspp建议取500mV)

uspp(V)
uipp(V)
Ri(kΩ)
0.648
0.359
14.19

(5)观察静态工作点Q的变化对放大器性能的影响

按图1.1连接电路,逐渐增大输入信号的幅度,用示波器观察放大器的输出波形,如果静态工作点Q不在放大器线性放大区中点,波形幅度会出现一边失真,调节RP使输出波形达到上、下幅度同时为最大不失真波形的情况下,记下RP的值(此时的RP值为合适),然后再分别调节RP为最大和最小,并观察饱和、截止失真情况下的波形,完成表1-5内容。

RP(kΩ)
UBE(V)
UE(V)
UC(V)
输出波形
34.6
0.63
1.90
7.08
正弦波
0
0.63
3.06
4.06
顶部失真
338.8
0.54
0.14
11.79
底部失真

测试输出信号幅度为 1.92V 。


不失真正弦波 顶部失真正弦波


底部失真正弦波

五、实验总结及体会

通过构造射极偏置放大电路可以学到很多关于放大电路设计和分析的知识。在实验中,学会了如何正确地设置偏置电压,以确保晶体管在工作时处于合适的工作区域,同时也了解了如何通过调整电路参数来改变放大倍数和频率响应。实验让人更加熟悉了放大电路的工作原理和设计方法,熟悉示波器和实验箱的使用方法。

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