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晶体管共射极单管放大器实验报告

  • 科技
  • 2022-03-03

导读:说到晶体管,我们很多人都了解,有人问晶体管共射极单管放大器实验报告,还有人想问晶体管共射极单管放大器实验报告,这到底怎么回事呢?实际上晶体管共射极单管放大器实验报告呢,下面小编就为大家介绍晶体管共射极单管放大器实验报告,希望你喜欢。

晶体管共射极单管放大器实验报告

晶体管共射极单管放大器

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10-1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B点加入输入信号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。只有测量放大器输入电阻时,才可以从A点加入输入信号。

图10-1 共射极单管放大器实验电路

  在图10-1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

 

     

UCE=UCC-IC(RC+RE)

  电压放大倍数

     

输入电阻 

 Ri=RB1 // RB2 // rbe

输出电阻

RO≈RC

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

   算出IC(也可根据 ,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10-2(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10-2(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10-2 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10-3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10-3 电路参数对静态工作点的影响

  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

       

  2) 输入电阻Ri的测量

  为了测量放大器的输入电阻,按图10-4 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

图10-4 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,本实验可取R=1~2KΩ。

  3) 输出电阻R0的测量

  按图10-4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

  

  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10-5)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 。或用示波器直接读出UOPP来。

图 10-5 静态工作点正常,输入信号太大引起的失真

三、实验设备与器件

  1、实验电路板       2、函数信号发生器

  3、双踪示波器       4、交流毫伏表

5、万用表 6、模拟实验箱

四、实验内容

  按图10-1接线。先将实验板固定到实验箱面板上。电路板上是两级放大电路,本实验用第一级(左边)放大器,实验前用导线短接发射极100Ω电阻和+12V供电支路上开路点,交流毫伏表和示波器的屏蔽线信号线黑笔都联公共端(发射极为公共端,即接地端),信号源输出信号线红笔接B点(与耦合电容C1相连),交流毫伏表的红笔接B点时测量Ui,接输出端(与耦合电容C2相连),则测量Uo。从示波器CH1、CH2引出信号线的两个红笔(探针)分别接放大器的输入端和输出端,可观察ui和uo波形。

1、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IC=2.0mA(即UE=2.0V),用直流电压表测量UB、UE、UC及用万用电表测量RB2值。

2、测量电压放大倍数

  在放大器输入端加入频率为1KHz的正弦信号uS,调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压Ui 10mV,同时用示波器观察放大器输出电压uO波形,在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的UO值,并用双踪示波器观察uO和ui的相位关系

3、观察静态工作点对电压放大倍数的影响

  置RC=2.4KΩ,RL=∞,Ui设为20mV,调节RW,改变大小IC,用示波器监视输出电压波形,在uO不失真的条件下,测量数组UO和AV值,

4、观察静态工作点对输出波形失真的影响

置RC=2.4KΩ,RL=2 KΩ,调节RW使IC=2.0mA,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10-4中。每次测IC和UCE 值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。

五、实验总结

 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。

Rc越大,电压放大倍数越大、输入电阻不受影响、输出电阻越大。

Ri越大,电压放大倍数越小、输入电阻越小、输出电阻不受影响。

静态工作点中电流越大,电压放大倍数越大、输入电阻越小、输出电阻不受影响。但静态工作点太大或太小容易导致三极管进入饱和或截止。

怎么做晶体管共射极单管放大器的实验?

关键是根据β、Rc、RL确定大小合适的基极偏置电阻Rb,从元增民《模拟电子技术》找到有关设计计算公式

Rb(cr)=β(Rc+Rc//RL)

满足此条件,则集-射极偏置电压应达到Uce=Ucc/(2+Rc/RL)

而最大不失真输出电压幅度可达Uommax=Ucc/(2+Rc/RL)

对附图

Rb=100(1+1//1)=150k

Uce=12V/(2+1/1)=4V

Uommax=12V/(2+1/1)=4V

兄台可以照这个电路用Multisim仿真验证,注意最好选用虚拟晶体管BJN-NPN-VIRTUAL,以将β值设定为100或其他需要数值。

实验二 晶体管共射极单管放大器 中为什么不直接测量Ube

1、在你的实验中,感觉实验的目的主要是测量基极电流被放大的倍数。

2、放大倍数是Ic/Ib,随着基极电流的增加,三极管的集电极电流几乎成正比增加,而三极管的基极电压变化不大,并且与基极电流也不是成线性的,所以不必测量基极电压。

共射极单管放大器电路的输出波形是饱和失真,请问它的晶体管工作点状态是什么

工作点设置偏高,就是基极偏置电阻取得太小。您按照Rb(cr)=β(Rc+R'L)可计算所需要临界基极偏置电阻,就能消除单向饱和失真,完成工作点整定。

比方说管子型号2N2222,其β=220,再设Rc=RL=1kΩ,则临界基极偏置电阻应为

Rb(cr)=β(Rc+R'L)=220×(1kΩ+1kΩ//1kΩ)=220×(1kΩ+0.5kΩ)=330kΩ

如有疑问可进行Multisim仿真验证。

补充回答:晶体管放大器失真分成削波失真和非线性失真。工作点就是对付削波失真的,工作点设置合理就能避免单向削波失真。也有很多因素,如信号源内阻、负反馈、多级反相放大都能抑制非线性失真。对单级基本共射放大器,只有信号源内阻能抑制非线性失真。所以进行单级基本共射放大器实验时,适当加大信号源内阻就能将非线性失真压得很低,完成实验。

在晶体管共射极单管放大器的实验中,实验电路与共发射极基本交流放大器相对有什么优点?

楼主所说实验电路指的是分压偏置共射放大器。

与基本共射放大器比较,分压偏置共射放大器具有一定的工作点稳定性及电压放大倍数稳定性,这是优点,但是,有利必有弊。分压偏置共射放大器有最大不失真输出电压幅度即输出范围较小、元器件较多、电路复杂的缺点。稳定工作点,虽然主要目的是稳定输出范围,但是首先减小了牺牲了输出范围。

分压偏置共射放大器与基本共射放大器比较,不仅元器件多,而且具有双重负反馈,设计计算非常的复杂。第一次试验就把这么复杂的电路交给学生,是不妥当的,是影响试验成功率和学生积极性的根本原因。

此外,分压偏置共射放大器晶体管发射极按理说有两个电阻,都起反馈作用,其中Re2并接电容,只起直流反馈作用。但是很多人都只接一个Re2,不接Re1。不接Re1,只有一定的工作点稳定性,不能稳定电压放大倍数。

分压偏置共射放大器试验成功率极低,实验课拖堂是家常便饭。为此实验设备厂家推出了实验模板。像天煌教仪,过去有双级负反馈分压偏置共射放大器模板及差分放大器模板,目前又新添了射随器模板、甲乙类功放模板和分立元件串并联RC振荡器模板,实验模板总数达到5块。学生用模板做实验,只需要接电源2根线、输入输出2根线,总共4根线,做的倒是很爽,可是半年过去了,学生就连色环电阻都不认识,更别说模电学到啥了。实验模板,真好似头痛医头脚痛医脚,害苦了学生!

目前很多高校模电实验室做实验几乎都是用模板。昂贵的实验台几乎沦落为模板的基座!一个大摆设!国家的投资人民的血汗钱都被糟蹋了!

实际上学生实验时间一般只有2学时。不到两小时,工作点稳定性根本做不了。再说,高校实验室一般也没有工作点稳定性实验条件。还有,工作点如何算稳定,传统的模电书,包括清华大学那本,以及华中科大那本,都没有计算。老师都不会算。究竟是该去稳定Uce、Ic还是Ib,老师都不清楚,让学生怎么做呢?所以理论上也没法做。那些主张用分压偏置放大器做第一个模电实验的人,真是叶公好龙!

现在高校学界有一种理论够用就为止的观点。实质是什么讲不清楚,不是刻苦攻关去解决,而是干脆少讲甚至不讲了。所以这种观点是严重欠健康的!很多模电书介绍分压偏置共射放大器,都是丢掉了Re1。把一个分压偏置共射放大器弄得缺胳膊少腿儿的,惨不忍睹。究其原因,就是理论够用就为止、片面降低难度的恶果。结果呢,老师好像解脱了,但是学生被耽误了害惨了!

同样的12V电源同样的负载,假设基本共射放大器能得到4V输出范围。那么分压偏置共射放大器的输出范围就会缩水到只剩下不足2V。用基本共射放大器,即便温度漂移了,也还剩下3V输出范围。如果改用分压偏置共射放大器,再考虑工作点不是绝对稳定,输出范围就会最终只剩下1.5V!一个3V,另一个1.5V,孰优孰劣,人人皆知!

20015年以来,我国注电考试已经进行了11次。注电考试包括模电内容。注电考试的模电放大器部分,连续多年考的一直是基本共射放大器。学生为什么不能拿基本共射放大器做实验呢?

再说,工作点最稳定的放大器是电流镜偏置放大器。据计算,温度每变化10°C,电流镜偏置放大器的工作点才变化0.2%,那才是绝妙的稳定。

所讨论进展,很多来自于元增民写作的《模拟电子技术》!

模拟电路实验(晶体管共射极单管放大器)

1.因为晶体管共发射极放大电路属于音频放大电路,或者叫做低频放大电路,这种电路的频率特性是对于50HZ-20000HZ之间的频率信号有正常的放大作用。在这个频带以外的频率不能正常放大。或者失去放大作用。1KHZ是音频的中间频率,用这个频率的信号既代表了信号的主要特点有能使放大器工作在正常范围。

信号大小的选择:在几十毫伏--100毫伏之间。

2.单级放大器的放大倍数通常在几倍到几十倍之间,因为三极管的电流放大系数通常在几十倍,所以不可能达到10000倍。出现几倍的情况也属于正常,因为三极管的β低。

晶体管共射极单管放大器中Rc,Rl及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的影响。

Rc越大,电压放大倍数越大、输入电阻不受影响、输出电阻越大。

Ri越大,电压放大倍数越小、输入电阻越小、输出电阻不受影响。

静态工作点中电流越大,电压放大倍数越大、输入电阻越小、输出电阻不受影响。但静态工作点太大或太小容易导致三极管进入饱和或截止。

由于其响应速度快,准确性高,晶体管可用于各种各样的数字和模拟功能,包括放大,开关,稳压,信号调制和振荡器。晶体管可独立包装或在一个非常小的的区域,可容纳一亿或更多的晶体管集成电路的一部分。

晶体管按功能和用途可分为低噪声放大晶体管、中高频放大晶体管、低频放大晶体管、开关晶体管、达林顿晶体管、高反压晶体管、带阻晶体管、带阻尼晶体管、微波晶体管、光敏晶体管和磁敏晶体管等多种类型。

三极管的导通 三极管处于放大状态还是开关状态要看给三极管基极加的直流偏 置,随这个电流变化,三极管工作状态由截止-线性区-饱和状态变化而变。

如果三极管Ib(直流偏置点)一定时,三极管工作在线性区,此时Ic电流的变化只随着Ib的交流信号变化,Ib继续升高,三极管进入饱和状态,此时三极管的Ic不再变化,三极管将工作在开关状态。

晶体管共射极单管放大器中实测的电压放大倍数。输入电阻。输出电阻与理论计算值进行比较有什么不同 分析原

我不知道这位先生是如何实测电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的。电压放大倍数其实要用示波器来测,如果用万用表是测不准的。用示波器测出来的电压放大倍数和理论值会很接近。测量输入电阻和输出电阻也不能直接用万用表测。需要在输入回路里串联一个与输入电阻相当的电阻作为信号源内阻,由分压来计算出输入电阻。输出电阻的测量方法类似电源内阻的测量,在输出空载和带负载的两种情况下分别测量输出电压,然后根据全电路欧姆定律求出输出电阻。以上所有的测量都要用示波器测量,否则都会测不准。

晶体管共射极单管放大器误差分析

这个来源就多了。 温度影响 噪声,偏置电压的误差,以及测量仪器本身精确度都会造成误差

这个估计需要详细的说明才弄的了去硬之城看看吧或许有人会。

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