共射共集放大电路(3)

共射——共集放大电路

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2013年12月3日

目录

共射——共集放大电路 (1)

一、实验目的 (3)

二、实验原理 (3)

三、实验仪器 (6)

四、实验内容 (7)

五、注意事项 (9)

六、数据分析 (9)

七、仿真 (10)

八、总结与发现 (12)

一、实验目的

1．进一步熟悉放大电路技术指标的测试方法。学习用示波器观察波形的输入、输出信号的幅值及相位。

2．了解多级放大电路的级间影响。

二、实验原理

1. 电路分析：

如图（a ），该电路为共射—共集组态的阻容耦合两级放大电路，

第一级是共射放大电路，第二级是共集放大电路，其静态工作点可通过电位器R p 来调整，两级均采用NPN 型硅三极管3DG6。

由于级间耦合方式是阻容耦合，电容对直流有隔离作用，

所以两

共射-共集放大电路

级的静态工作点是彼此独立、互不影响的。对于交流信号，各级之间有着密切联系：前级的输出电压是后级的输入信号，而后级的输入阻抗是前级的负载。第一级采用了共射电路，具有较高的电压放大倍数，但输出电阻较大。第二级采用共集电路，虽然电压放大倍数小(近似等于1)，但输入电阻大，向第一级索取功率小，对第一级影响小；同时其输出电阻小，可弥补单级共射电路输出电阻大的缺点，使整个放大电路的带负载能力大大增强。

2.静态工作点设置与调整：

共射电路静态工作点可适当提高，共集电路可通过R p改变静态工作点。

3.测电压放大倍数：

电压的放大倍数A u=输出电压U0/输出电压的有效值U i ：A u=U0/U i 总的放大倍数A u=第一级放大倍数A u1﹒第二级放大倍数A u2：

A u = A u1﹒A u2

第一级放大倍数A u1=-β（R c1//R i2）/(r be1+(1+β1)R e1)

其中：R i2≈(R b22+R p)//(r be+(1+β)R′L)

A U2≈1

A u = A u1﹒A u2

4.输入、输出电阻的测量

该放大电路的输入电阻即第一级共射电路的输入电阻；输出电阻即第二级共集电路的输出电阻。

R i = R i1= R b11// R b12//[r be1+(1+β1) R e1]

2

p b2c1be2e221)]

R R //(R [r //

R β+++==o o R R

输入电阻R i 的测量：

Vs

图1-3 测试输入电阻原理图

电阻R 的阻值已知，只需用万用表分别测出R 两端的电压 '

S V 和

i V ，即有：

''()/i i i i i S i S i

V V V R R I V V R V V ===--

R 的阻值最好选取和i R 同一个数量级，过大易引入干扰；太小则易引起较大的测量误差。

输出电阻R 0的测量：

输出电阻的测量原理如图1-4所示。

用万用表分别测量出开路电压 o V 和负载电阻上的电压 oL V ，则输出电阻o R 可通过计算求得。（取L R 和o R 的阻值为同一数量级以使测量值尽可能精确）

o

oL L o L V V R R R =

?+ o oL o L oL

V V R R V -=?

Vs

L Vo

+

-

图1-4 测试输出电阻原理图

5. 幅频特性的测量：

多级放大电路的通频带比任何一级放大电路的通频带窄，级数越多，通频越带窄。

三、实验仪器

双踪示波器 1台 数字万用表 1台 信号发生器 1台 交流毫伏表 1台 直流稳压电源 1台

四、实验内容

1．按图（a）电路所示参数计算第一级上偏置电阻R b11的阻值范围(设I CQ1=1～1.3mA),并将其值标在电路图上。

R b11=53.5~65.3k

2．组装共射—共集两级放大电路，接入事先调整好的电源＋12V。

3．合上开关S，输入?=1KHz，V i=20mV的正弦信号至放大器的输入端，用示波器观察输出电压U o的波形。调节电位器R p，使U o 达到最大不失真。关闭信号源(使U i=0),用万用表分别测量第一级与第二级的静态工作点，将数据填入表3-1中测量方法同实验二。

表3-1

4．打开信号源，输入f=1KHz，U i=20mV的正弦波，测试多级放大器总的电压放大倍数A u和分级电压放大倍数A u1、A u2，将数据填入表3-2中。

表3-2

5．定性测绘U i、U01、U02的波形

选用U02作外触发电压，送至示波器的外触发接线端。将双踪示波器的一个通道CH1接输入电压U i，而另一个通道CH2则分别接U01和U02，用示波器分别观察它们的波形，定性将它们画在图3-2中,并比较它们的相位关系。

Ui，Uo1，Uo2波形图

五、注意事项

1．电路组装好，进行调试时，如发现输出电压有高频自激现象，可采用滞后补偿，即在三极管的基极和集电极之间加一消振电容，容量约为200pF左右。

2．如电路工作不正常，应先检查各级静态工作点是否合适，如合适，则将交流输入信号一级一级地送到放大电路中去，逐级追踪查找故障所在。

3．用双踪示波器测绘多个波形时，为正确描绘它们之间的相位关系，示波器应选择外触发工作方式，并以电压幅值较大、频率较低的电压作为外触发电压送至示波器的外触发输入端。

六、数据分析：

a. U i=20mv

断开S: R l=∞,U o1=1.2V （共射电路：放大倍数大）（共射极放大倍数A u1=U01/U i=60）

R l=5.1KΩ,U o1=0.6V （共射电路：带负载能力弱）

(与R l=∞,U o1=1.2V比较时，可知U o1)

合上S：R l=R i2，U o1=1.15V （第二级的输入电阻很大）

R l=∞,U o2=1.12V （共集电路：放大倍数小）

（共集极放大倍数A u2=U02/U01=0.98）

R l=5.1KΩ，U o2=1.12V （共集电路：带负载能力强）

(与R l=∞,U o1=1.12V比较时，可知U02基本上没什么变化）

b.波形图能说明共射电路反相放大的特点及共集电路放大倍数约为

1，图像和共射的基本同步。

七、仿真

1.原理图（第一级）：

结果（第一级）（与输入信号相比，反相放大）：

2.原理图（第二级）

仿真结果（第二级）(与第一级同步)：

八、总结与发现

①此电路中，当通直流信号时，由于两极间采用阻容耦合方式，所以两级的静态工作点彼此独立，互不影响。当对于交流信号，前级的输出电压是后级的输入信号，而后级的输入阻抗是前级的负载。

②共射电路：较高的电压放大倍数（优点），输出电阻较大（缺点）；

共集电路：电压放大倍数小（缺点），输出电阻大（有点）；

共射-共集放大电路：放大倍数大，且相比于共射电路其带负载的能力也大大提高。

③共集变化范围窄，波形变化小，不易调到失真。而共发射极时，变化范围大，幅度变化大，波形变化大，容易调到失真，但在这种情况下调到失真为静态工作点设置不合理导致的。

④当输入信号为20mV时，第二级静态工作点可调范围大，不易出现失真现象。而当输入信号为60mV时，当调电位器时，由于输入信号大，只要稍微调一下电位器，就会超出静态工作点的范围，而出现失真现象。当输入信号更大时，就会使电路直接失真，而出现方波。但这种失真与上述失真不同。