实验一 单级交流放大电路

一、实验目的

1、熟悉电子元器件和模拟电路实验箱，

2、掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响。 3、学习测量放大电路Q点，AV，Ri，Ro的方法，了解共射极电路特性。 4、学习放大电路的动态性能。

二、实验仪器

1、示波器

2、信号发生器 3、数字万用表

三、实验电路原理

图1.l 基本放大电路

三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。

三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。因为首先是由于三极管BE结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生（对于硅管，常取0.7V）。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时，基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变（因为小于0.7V时，基极电流都是0）。

如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流（叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻），那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求，如果没有加偏置，那么只有对那些增加的信号放大，而对减小的信号无效（因为没有偏置时集电极电流为0，不能再减小了）。而加上偏置，事先让集电极有一定的电流，当输入的基极电流变小时，集电极电流就可以减小；当输入的基极电流增大时，集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大。

四、实验内容及结果分析

1、电路直流参数测量

1）三极管直流放大倍数β测量：三极管工作在放大状态，分别测出IC 、IB，计算出β。记录放大状态

下三极管的UBE、UBC、UCE、IC、IB、IE，验证IC、IB、IE三者之间的关系。

表1三极管直流放大倍数β测量结果 /0.98 0.67

/1027 717 /3 3 /V 6.43 5.04 /V 4.01 4.87 /V 3.48 4.35 /mA 1.86 2.32 /mA 0.007 0.009 2）三极管饱和电流、电压测量：三极管工作在饱和状态，测量、记录三极管的UBE、UBC、UCE、IC、IB、

IE；找出三极管临界饱和点，测量、记录三极管的UBE、UBC、UCE、IC、IB、IE。

表2三极管饱和电流、电压测量结果 /0.77 0.09 / / /V /V /V /V /V 2、动态特性测试

实验电路如图1.2所示。 1）空载电压放大特性测试 A、将信号发生器的输出信号调到f=1KHz，幅值为500mV，接至放大电路的A点，经过R1、R2衰减（100 倍），Vi点得到5mV的小信号，调整直流工作点使输出波形不失真，观察Vi和VO端波形，并比较相位。测 试记录直流工作点参数以及输入输出波形，根据测量结果计算放大器的电压放大倍数AV。

B、信号源频率不变，逐渐加大信号源幅度，调整直流工作点使输出波形不失真，测量记录VO不失真 时的最大值。

图1.2 小信号放大电路

MKK??IRRRVVVIcKK??MIRRRVVVUUIc?I265.7 257.7 /mA /mA /mA 817 137 5.1 5.1 3.28 3.82 3.18 3.30 3.93 3.26 0.64 0.67 0.10 0.04 1.71 1.71 0.01 0.05 1.77 1.81

表3空载电压放大特性测试结果 实测 实测计算 /V /V /V /mV /V 0.63 6.09 0 492 1.104 224 bb

2)f =1KHz,幅值为500mA,调整Rp的值，改变静态偏置，观察输出情况，分析原因。

0.67 0.30 0.24 /V 0.40 0.64 0.65 /V 12.02 4.75 0.38 截止失真

/V 0 0 0 输出波形 截止失真 正常 饱和失真

正常

饱和失真

3)频率不变，改变输入信号幅值，观察输出波形。

幅值为7.00V，

=6.87V =0.61V =0V

五、小结

1、直流工作点对三极管电压放大器的影响主要是最大不失真输出电压幅度，即输出范围，也影响输入电阻和非线性等。输出范围决定了放大器能输出多大的极限功率及控制多远的距离等。 2、分利元件电压放大器的主要指标如增益失真都与负载有关，减小影响的办法就是减小输出阻抗加入射极跟随器电路。

3、放大器输入电阻的大小，代表了放大器对前级信号源的影响程度。输入阻抗越大，对前级的影响越小，这是系统设计者所希望的。理想的输入阻抗是无限大。输出电阻的大小说明了放大器驱动负载的能力，输出阻抗越低，驱动能力越强。理想的输出阻抗是0。

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