实验九 单管交流电压放大电路
一、实验目的
1．学习放大器静态工作点的调试方法以及电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测量方法。
2．观察改变放大器某些元件参数对静态工作点、电压放大倍数及输出波形的影响。 3．学习示波器、信号发生器、交流毫伏表等常用仪器的使用方法。
二、实验原理
图9.1为常用的单管共射极放大电路。其偏置电路采用了RB1和RB2组成的分压电路，并在发射极上接有电阻RE，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加上输入信号ui后，在其输出端便可得到一个与ui相位相反、幅值增大了的输出信号uo，从而实现了电压放大。
图9.1 单管共射电压放大器 RB1 ui A R B C1 10μ RB2 24k RP 680K51k + Ucc（12V）
RC 5k1 T C2 Uo 10μ RL 5k1 uO 0 uO t
US 5k1 Ui 0 t ui RE1 100 RE2 1k8 CE 10μ 晶体管为非线性元件，要使放大器不产生非线性失真，就必须建立一个合适的静态工作点，使晶体管工作在放大区，如图9.2所示。Q点合适时，输入大小合适的信号，输出波形不失真。若IB过小，Q2点过低，晶体管进入截止区，输出波形产生截止失真；当 IB 过大， Q1点过高，则晶体管将进入饱和区，输出波形产生饱和失真，如图9.3所示。但要注意，即使Q点合适，若输入信号过大，则饱和截止失真会同时出现。
改变电路参数UCC、RC、RB1、RB2都会引起静态工作点的变化，通常多采用调节RB2的方法来改变静态工作点，如减小RB2，可使静态工作点提高。
调整放大器到合适的静态工作点，加入输入信号ui。在输出电压不失真的情况下，用交流毫伏表测出ui和uo的有效值，则电压放大倍数Au = U o / U i 。
为了测量放大器的输入电阻，在图9.1所示电路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：
ri?UiUUi?i?R UIiUS?UiRR在放大器正常工作情况下，用交流毫伏表测出放大器空载时的输出电压UO和接入负载后的输出电压UOL，则根据UOL?
t t 0 0 uCE Q2 IB2 IB 0 ib Q1 IB1 0 uCE 0 uCE t uo t 饱和失真
uo t 截止失真
iC ib t t (a)
iB ? ?A Q1 Q Q2 t 0 iB ? ?A (ib(IB) t
(ic) (Ic) 0 0 t 0 UCE t (b)
图9.2 单管共射放大电路Q点合适的工作状态
?UO?RL?UO，可得：ro???1RL。 ??ro?RL?UOL?ic ? mA UCE/R Q1 Q 80 60 40 Q2 IB=20 UCC uCE ? V uCE ? V (u o)
80 60 40 20 0 0 UB uBE ? V (ui) 图9.3 单级共射放大电路中Q点偏高或偏低时失真的状态
三、实验仪器和设备
1. 双踪示波器 1台
2. 低频信号发生器 1台 3. 数字万用表 1块
4. 交流毫伏表 1台 5. 模拟电路实验箱 1台 6. 导线 若干
四、预习要求
1．共射放大电路的工作原理。
2．共射放大电路静态工作点的估算及测试，动态性能指标的计算及测试。 3．截止失真、饱和失真的原因、失真波形、消除失真常采用的办法。 4．示波器、信号发生器、交流毫伏表等常用仪器的使用方法（见附录）。
五、实验内容及步骤
1. 在模拟电路实验箱上找出相关的实验模块。按图9.1接线，直流电源 UCC = 12V，输入端短路（ui = 0）。
2．调整并测量静态工作点
调整电位器RP，同时用万用表的直流电压档测量VE ，使VE = 2.3V左右，然后测量VB、VC，将结果填入表9.1中。
3．测量放大电路的空载电压放大倍数
放大器空载，将低频信号发生器产生的10mV、1kHz正弦交流信号，送至放大器的输入端（B点）。用毫伏表测量输入电压Ui、输出电压Uo，计算空载电压放大倍数Ao = Uo / Ui ，用示波器观察输入信号和输出信号的波形，并将测量、观察的结果记入表9.1中。
4．测量放大电路的有载电压放大倍数
保持步骤3.的测试条件，给放大器接入负载RL = 5.1k。用毫伏表测量输入电压Ui、输出电压UoL，计算有载电压放大倍数AU = UoL / Ui ，用示波器观察输入信号和输出信号的波形，并将测量、观察的结果记入表9.1中。
5．测量放大电路的输入电阻（选做）
在放大器的输入端串接电阻R = 5.1k，将低频信号发生器的输出由B点移至A点。增大低频信号发生器的输出幅度，用毫伏表测量，使其保持Ui = 10mV，然后测量US，将结果记入表9.2中，根据ri?UiUUi?i?R，计算输入电阻。（注意：不能用毫伏表URUS?UiIiR直接测量UR，因为毫伏表的接“地端”必须和被测电路有共同的接“地”点。）
6．测量放大电路的输出电阻（选做）