西工大模电实验报告总结计划晶体管单级放大器.docx
实验一晶体管共射极单管放大器
一、实验目的
1、掌握用 multisim仿真软件分析单级放大器主要性能指标的方法。
2、掌握晶体管放大器静态工作点的调试和调整方法，观察静态工作点对放
大器输出波形的影响。
3、测量放大器的放大倍数、输入电阻和输出电阻。
二、实验原理
实验电路如图 2.1 －1 所示，采用基极固定分压式偏置电路。电路在接通直流电源 V cc而未加入信号（ V i =0）时，三极管三个极电压和电流称为静态工作点，
即
图2.1 －1 晶体管单级放大器
V BQ=R2V CC/(R 2+R3+R7)
I CQ=I EQ=(V BQ-V BEQ)/R 4
I BQ=I EQ/ β
V CEQ＝ V CC－I CQ（ R5＋R4）
1、放大器静态工作点的选择和测量
放大器的基本任务是不失真的放大小信号。为了获得最大不失真输出电压，
静态工作点应选在输出特性曲线上交流负载线的中点。若工作点选的太高，则容易引起饱和失真；而选的太低，又易引起截止失真。
静态工作点的测量是指在接通电源电压后放大器输入端不加信号时，测量晶
体管的集电极电流I CQ和管压
降
V CEQ。其中V CEQ可直接用万用表直流电压档测C-E 极间的电压既得，而I CQ的测量则有直接法和间接法两种：
（1）直接法：将万用表电流档串入集电极电路直接测量。此法精度高，但
要断开集电极回路，比较麻烦。
（ 2）间接法：用万用表直流电压档先测出R5上的压降，然后根据已知R5算出I CQ，此法简单，在实验中常用，但其测量精度差。为了减小测量误差，应选用内
阻较高的电压表。
当按照上述要求搭好电路，在输入端引入正弦信号，用示波器观察输出。静态工作点具体的调节步骤如下：
现象出现截止失真动作减小 R 出现饱和失真
增大 R
两种失真都出
现
减小输入信号
无失真
加大输入信号
根据示波器上观察到的现象，做出不同的调整动作，反复进行。当加大输入信号，两种失真都出现，减小输入信号，两种失真同时消失，可以认为此时的静态工作点正好处于交流负载线的中点，就是最佳的静态工作点。去掉输入信号，测量此时的 V CQ, 就得到了静态工作点。
2.电压放大倍数的测量
Ui 输出电压 Uo 之比
电压放大倍数是指放大器的输入电压
Au=Uo/Ui（2.1-5）
用示波器分别测出 Uo 和 Ui ，便可按式（ 2.1-5）求得放大倍数，电压放大倍数与负载 Rl 有关。
3.输入电阻和输出电阻的测量
（ 1）输入电阻 Ri 用电流电压法测得，电路如图电阻 R=1kΩ，用示波器分别测出电阻两端电压
2.1-3 所示。在输入回路中串接Ui 和 Us，则可求得输入电阻Ri
为
Ri=Ui/Ri=Ui×R/（Us-Ui ）（2.1-6）
图 2.1-3
Ri 同电阻 R 不宜过大，否则引入干扰；也不宜过小，否则误差太大。通常取与
一数量级。
（2）输出电阻 Ro 可通过测量输出端开路时的输出电压 Uo1，带上负载 Rl 后的输出电压 Uo2。
Ro=（ Uo1/Uo2-1）× Rl（2.1-7 ）
三、实验内容
( 一）计算机仿真部分
1.静态工作点的调整和测量
(1)如图所示 ,介入函数发生器和示波器 ,示波器 A 通道接放大器输入信号 ,B 通道接放大器输出信号 .按 Run 键开始仿真 .
（2）在输入端加入 1kHz,幅度为 20mV(峰 -峰值 )的正弦波 ,双击函数信号发生器设置信号为正弦波 ,频率 1kHz,幅度为 10mV.按 A 或 shift+A 调节电位器 ,使示波器所显示的输出波形达到最大不失真 .如图所示 .
(3)侧掉信号发生器 ,使输入信号电压V i=0,用万用表测量三极管三个极分别对地
V EQ
的电压 V E ， V
B ，
C ，
V
CEQ
，
I
EQ I EQ
R E
,算出 I CQ I EQ .
，根据
V
将测量值记录于表 2.1-2 中 ,并与估算值进行比较 .
理论估算值
实际测量值
V B
V C
V E
V CE
I C
V B
V C
V E
V CE
I C
表 2.1-2 静态工作点（仿真）
2.电压放大倍数的测量
输入信号是 1kHz ，幅度是 20mVpp 正弦信号，利用实验原理中的公式（ 2.1-5 ）分别计算输出端开路和 Rl=2k Ω时的电压放大倍数，并用示波器双踪观察 Uo 和 Ui 的相位关系。
3.输入电阻和输出电阻的测量
（ 1）用示波器分别测出电阻两端的 Us 和 Ui ，用式（ 2.1-6 ）便可计算 Ri 的大小。如图 2.1-11 所示。
图 2.1-11
（ 2）根据测得的负载开路时的电压 Uo1和接上 2k Ω电阻时的输出电压 Uo2，用式（ 2.1-7 ）可算出输出电阻 Ro 。
将 2,3 的结果记录于表 2.1-3 中 理论估算
实际测量
参数
Ui
Uo Au
Ri
Ro
Ui
Uo
Au
Ri
Ro
负载开路
RL=2k Ω
表 2.1-3 放大电路动态指标测试计算结果（仿真）
（二）实验室操作部分
1、静态工作点的调整和测量
（1）按照实验电路在面包板上连接好，布线要整齐、均匀，便于检查；镜
检查无误接通 12V 直流电源。
（2）在放大电路输入端加入 1KHz、幅度为 20mV的正弦信号，输出端接示波器，调节电位器，使示波器所显示的输出波形不失真，然后关掉信号发生器的电源，使输入电压 V i =0，用万用表测量三极管三个极分别对地电压， V E，V B，V C，V CEQ，I CQ, 根据 I=V/R 算出 I=I 。记录测量值，并与估算值进行比较。
理论估算值实际测量值
V B V C V E V CE I C V B V C V E V CE I C
2、电压放大倍数的测量
(1)打开信号发生器的电源，输入信号频率为1KHz、幅度为20mV的正弦信号，输出端开路时，用示波器分别测出 V i ,V o’的大小，然后根据式（ 2.1-5 ）算出电压
放大倍数。
（2）放大器输入端接入 2kΩ的负载电阻 R6，保持输入电压 V i不变，测出此
时的输出电压 V o，并算出此时的电压放大倍数，分析负载对放大电路电压放大倍
数的影响。
（3）用示波器双踪观察 V o和 V i的波形，比较它们之间的相位关系。
3、输入电阻和输出电阻的测量
（1）用示波器分别测出电阻两端的电压V 和 V，利用式（ 2.1-6 ）便可算出
放大电路的输入电阻R i的大小。
（2）根据测得的负载开路时输出电压V o’和接上负载时的输出电压V o，利
用式（ 2.1-7 ）便可算出放大电路的输出电阻R o。记录实验数据。
理论估算值实际测量值参数UiUo Au RiRoUi UoAuRiRo
负载开路
R6=2kΩ