实验二 晶体管放大器电路
实验二 晶体管低频电压放大电路
3）用示波器用CHI观察放大器输入波形；CH2 观察放大器输出的波形
4）调节RP 的阻值以调整静态工作点，使输 出波形大而且不失真（即满足对该信号进行不失 真放大的最佳静态工作点）。
5）在此基础上，正确测量出下列表格要求的 各项内容，并对要求计算的数值进行计算。
对于一个放大器来说，工作点的选择是 很重要的。工作点选择的合适，输入信号就可 以加 大一些，输出也就相对的大而不失真。反 之若工作点选择的不合适，加同样大的信号， 输出就可能产生截止失真或饱和失真。
作在放大状态。
UB
Rb1
Rb 2 Rb 2
ห้องสมุดไป่ตู้
RP1
Vcc
I BQ
UB U BE
(1 )Re
ICQ I BQ
U CEQ Vcc ICQ(Rc Re )
① 电压放大倍数的测量
Au
U0 Ui
U om U im
② 输入电阻的测量
精品课件！
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五、实验报告要求 1、画出实验和实验测量方框图，讨论放大器输出波形与静态工 作点的关系。 2、整理实验数据，在对所测量数据进行计算的基础上，分析产 生误差的原因； 六、思考题 1、若在图2-1中测得和，说明晶体管分别处于怎样的工作状态？ 应如何调整到正常的放大状态？
实验二、晶体管共射极单管放大器I
实验二、晶体管共射极单管放大器I实验目的：了解晶体管共射极单管放大器电路原理及性能指标的测量方法。
实验器材：晶体管（2SC1815），直流电源，信号源，示波器，万用表等。
实验原理：晶体管是一种电子器件，在电路中可以使用其放大、开关等功能。
共射极单管放大器是晶体管放大器中应用最广泛的一种电路。
共射极单管放大器具有放大倍数大、频带宽度宽的特点。
其电路原理图如下所示。
当输入信号Vin加至共射极电路中时，基极中将出现一个与Vin同相的交流电压信号，进而影响晶体管的发射极电流Ie，使其随之发生周期性变化。
这样，晶体管的发射极将会出现一随输入信号而改变的电流信号Ie，从而对负载RL产生一随输入变化而改变的电压信号Vout，即输出信号。
根据输出信号的瞬时幅值与输入信号的瞬时幅值比值的大小，可以初步测定这个电路的放大倍数，即：Av = ΔVout / ΔVin式中，ΔVout表示输出信号的峰值与零点处的幅值之差，ΔVin表示输入信号的峰值与零点处的幅值之差。
为了进一步衡量这个电路的放大能力，需要定义一些性能指标，分别如下所示。
增益：A = Vout / Vin，它表示输出信号与输入信号的幅值比值。
最大输出电压：Vomax，它与输出电路的直流工作点有关，其大小可通过计算静态工作点的位置来确定。
Vomax是输出信号中某一瞬间的最大电压值。
最大输出功率：Pomax，它是输出信号的最大功率，同时也是输出电路在一定工作条件下所能输出的最大功率。
最大幅度稳定范围：Am，它是指在该范围内，输出信号的变化幅度始终不大于输入信号变化幅度的一定百分比，以保证输出信号的稳定性。
实验步骤：1. 按照电路原理图搭建共射极单管放大器电路，并接入信号源、示波器和万用表等。
2. 调节信号源输出电压幅值和频率，使其分别在两个电压档和两个频率档位内逐步变化，同时观察和记录示波器上输入信号和输出信号的波形，以了解电路的动态特性。
晶体管放大电路实验报告
实验2 晶体管放大电路专业学号姓名实验日期一、实验目的1.掌握如何调整放大电路的直流工作的。
2.清楚放大电路主要性能指标的测量方法。
二、实验仪器1.双踪示波器 1台2.函数发生器 1台3.交流毫伏表 1台4.直流稳压电源 1台三、实验原理和内容1.放大电路的调整按照图1安装电路，输入频率为1kHz、峰值为5m V（由示波器测量）的正弦信号vi,观察并画出输出波形；测量静态集电极电流I CQ和集-射电压V CEQ。
用你的测量数据解释你看到现象。
问题1：如何调整元件参数才能使输出不失真？如果要保证ICQ 约为2.5mA，具体的元件参数值是多少？图1 图2 实际使用电路在电路中换入你调整好数值的元件，保持原信号输入，记下此时的I CQ和V CEQ到表1，观察示波器显示的输出波形，验证你的调整方案，记下v0的峰值（基本不失真）。
注：由于实验中器件限制我们使用图2电路2.放大电路性能指标的测量1)保持调整后的电路元件值不变，保持静态电流I CQ为原来的值，输入信号V im=5mV,测量输入输出电阻，计算电路增益A V，Ri,Ro,并与理论值比较。
其原理如下：输出电阻Ro：测量放大器输出电阻的原理电路如图 2所示，其戴维南等效电压源u o’即为空载时的输出电压，等效内阻Ro即为放大器的输出电阻。
显然图3 图4输入电阻 R i：测量放大器输入电阻的原理电路如图3所示，由图可见2)保持Vim=5mV不变，改变信号频率，将信号频率从1kHz向高处调节，找出上限频率f H;同样向地处调节，找出下限频率f L。
作出幅频特性曲线，定出3dB带宽f BW。
四、仿真放大电路的调整2仿真电路如图4，输入频率为1kHz、峰值为5mV的正弦信号并测量I CQ和V CEQ图5 图6结论：1.示波器输出的波形如图5由图可知，电路产生饱和失真，故此时应该增大I b故应该增大R b。
2.在电路中由两个万能表测量得到：I CQ=7.214mA V CEQ=762.5mV。
《模拟电子线路实验》实验二 晶体管共射极单管放大器
模拟电子线路实验实验二晶体管共射极单管放大器【实验名称】晶体管共射极单管放大器【实验目的】1.学习单管放大器静态工作点的测量方法。
2.学习单管放大电路交流放大倍数的测量方法。
3.了解放大电路的静态工作点对动态特性的影响。
4.熟悉常用电子仪器及电子技术实验台的使用。
【预习要点】1.复习课件中有关单管放大电路工作点稳定问题的内容。
2.放大电路输出信号波形在哪些情况下可能产生失真？应如何消除失真？【实验仪器设备】【实验原理】实验电路图如图2-1所示。
温度的变化会导致三极管的性能发生变化，致使放大器的工作点发生变化，R和射极电阻影响放大器的正常工作。
图2-1所示电路中通过增加下偏置电阻B2R来改善直流工作点的稳定性，其工作原理如下：E图2-1 分压偏置共射极放大电路①利用B1R 和B2R 的分压作用固定基极电压V B 。
当B1R 、B2R 选择适当，满足I B1>> I B 时，有B2B CC B1B2R V V R R =+式中B1R 、B2R 和CC V 都是固定的，不随温度变化，所以基极电位V B 基本上为一定值。
②通过E R 的负反馈作用，限制C I 的改变，使工作点保持稳定。
具体稳定过程如下：CT ︒I电容C 1、C 2有隔直通交的作用，C 1滤除输入信号的直流成份，C 2滤除输出信号的直流成份。
射极电容C E 在静态时稳定工作点；动态时短路R E ，增大放大倍数。
当流过偏置电阻B1R (b1R 和电位器W R 的阻值和)的电流I B1远大于晶体管的基极电流B I (一般5～10倍)，基极电压V B 远大于V BE 时，它的静态工作点可用下式估算B1B CC B1B2R V V R R =+B BEC E E=V V I I R ≈－ CE CC C C E =(+)V V I R R －当放大器的输入端加交流输入信号i v 后，基极回路便有交流输入b i 产生，经过放大在集电极回路产生β倍的c i ，同时在负载输出o c L 'v i R =，从而实现了电压放大。
实验2 晶体管放大电路
中山大学
实验报告写作指导
不要照抄书本，用自己的语言组织，简明扼要写 出 实验数据应实事求是，如果数据不对，应分析原 因，推倒重做；实验数据需要图表、曲线，而不 是一大片文字的描写 不是填空题，是一个带有学术性或技术参考性的 报告 一个实验报告的页数不宜超过5页
单位；表格的表题置于表格上方居中 分析部分：与仿真结果对比、误差来源、为达到目标 如何调整 问题讨论属于评分内容，重点语句用下划线标示宋体
一级标题小四黑体或宋体加粗 二级及以下标题五号宋体加粗
正文五号宋体、单倍或1.25倍行距
模拟电子技术 Analog Electronics
模拟电子技术 Analog Electronics
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实验二
晶体管放大电路
郭东亮 中山大学 信息科学与技术学院
模拟电子技术 Analog Electronics
中山大学
实验二 晶体管放大电路
具体的电路
Vcc +10V 2.2M Rb 1 20k Rs C1 RC 2k
（串20~40k电阻防烧） 串电阻RS，否 则交流信号直 通发射结，Rs 也用作测量放 大电路的输入 电阻
+ C2
10u 9013
Vout
+
Vs
+
1k
10uF
-
模拟电子技术 Analog Electronics
中山大学
NPN型晶体管9013
塑封小功率，剖面朝向自己 从左到右：发射极e、基极b、集 电极c
NPN型BJT 9013
C9013 H122 S9013 H331 S9013 H128
9013是一种常用的NPN 型硅小功率三极管，在各种 放大电路中经常用到，如收 音机电路，电流放大系数 200倍左右。 三极管S9013和C9013有 什么区别：工作频率S9013 稍低一些
实验二 晶体三极管放大电路
实验二晶体三极管放大电路一、实验目的1、学习晶体管放大电路静态工作点的测试方法，进一步理解电路元件参数对静态工作点的影响，以及调整静态工作点的方法。
2、学习放大电路性能指标：电压增益A、输入电阻i R、输出电阻o Rv的测量方法。
三极管模型采用2N2222A，信息如下：二、实验内容 1、绘制转移特性曲线扫描参数：ce V ：0-12V b I ：100uA-1m 目标参数：C I2、测量并计算静态工作点将输入端对地短路，调节电位器2P R ，使2CC E V =（ 取6～7伏），测静态工作点C V 、B V 、E V 及1b V 的数值（单位：V ）。
按下式计算B I 、C I ，并记入下表中。
K VK V V I B B b B 201001--=CC C C R V E I -=3、改变L R ，观察对放大倍数的影响负载电阻分别取Ω=K R L 2、Ω=K R L 1.5和∞=L R ，输入接入z KH f 1=的正弦信号, 幅度以保证输出波形不失真为准。
测量i V 和o V ，计算电压放大倍数：ioV V V A =，把数据填入下表中(2P R =380k Ω, C R =2k Ω)。
L R =2k ΩL R =5.1k ΩL R =∞4、改变C R ，观察对放大倍数的影响取Ω=K R L 2，按下表改变C R ，测量放大倍数，将数据填入下表中。
(2P R =380k Ω)C R =2k ΩC R =3k Ω5、测量电压参数，计算输入电阻和输出电阻 按图连线输入端接入Z Z KH f 1=、mV V i 20=的正弦信号（幅度以保证输出波形不失真为准）。
分别测出电阻1R 两端对地信号电压i V 及/i V 按下式计算出输入电阻i R ：1//R V V R ii i i -= 测出负载电阻L R 开路时的输出电压∞V ，和接入L R （2K ）时的输出电压o V , 然后按下式计算出输出电阻Ro ，（2P R =380k Ω ）OLO o V R V V R ⨯-=∞)(将测量数据及实验结果填入下表中。
实验2 晶体管共射极单管放大器
实验二 晶体管共射极单管放大器班级 姓名图2－1 共射极单管放大器实验电路1、调试静态工作点接通直流电源前，先将R W 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R W ，使I C ＝2.0mA （即U E ＝2.0V ）， 用直流电压表测量U B 、U E 、U C 及用万用电表测量R B2值。
记入表2－1。
表2-1 I C ＝2mA测 量 值 计 算 值U B （V ） U E （V ） U C （V ） R B2（K Ω） U BE （V ） U CE （V ） I C （mA ）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u S ，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压U i 10mV ，同时用示波器观察放大器输出电压u O 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U O 值，并用双踪示波器观察u O 和u i 的相位关系，记入表2－2。
表2－2 Ic ＝2.0mA U i ＝ mV R C （K Ω） R L (K Ω) U o (V) A V 观察记录一组u O 和u 1波形2.4 ∞1.2 ∞2.42.43、观察静态工作点对电压放大倍数的影响置R C ＝2.4K Ω，R L ＝∞，U i 适量，调节R W ，用示波器监视输出电压波形，在u O 不失真的条件下，测量数组I C 和U O 值，记入表2－3。
表2－3 R C ＝2.4K Ω R L ＝∞ U i ＝ mVI C (mA) 2.0 U O (V) A V测量I C 时，要先将信号源输出旋钮旋至零（即使U i ＝0）。
4、观察静态工作点对输出波形失真的影响置RC ＝2.4KΩ，RL＝2.4KΩ， ui＝0，调节RW使IC＝2.0mA，测出UCE值，再逐步加大输入信号，使输出电压u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u的波形，并测出失真情况下的IC和UCE值，记入表2－4中。
实验二单级晶体管放大器特性研究
实验原理(续)
交流参数的计算
交流小信号h参数微变等效电路如图
由等效电路可得到其输入阻抗、输出阻抗和电压放大倍数和源电压放大 倍数：
RI=RB∥rbe, RO=1/hoe∥RC≈RC, Au=uo/ui=-β(RC∥RL)/rbe. Aus=uo/u5=Au . Ri/(R5+Ri) 其中rbe为BE结交流阻抗 rbe(hie)=rb+(1+β) 26/IE 式中rb一般取200-300 Ω ，IE用mA，则计算单位为Ω。 由以上公式可看出，放大器的放大倍数不仅与三极管的β值有关，还与集电 极电流Ic和集电极电阻RC有关。适当提高IC和RC可以提高放大倍数。
实验内容4:
（1）取Rc=1k，调节Rw使Ic=3mA，当输入电压由小增大时， 用示波器观察放大器的输出波形，（注意始终保持波形大小适中） 会发生波形下端削波（是饱和还是截止失真？）[演示波形失真]， 说明静态工作点不在动态特性曲线中点。测出当输出波形最大而 不失真时的输入电压值uimax 。 （2）加大输入电压，输出波形失真，调节Rw,使其不失真，再加 大输入信号，输出又失真，再调节Rw使得当输入信号电压逐渐加 大时，输出波形正负向同时出现失真[演示双向同时失真]，即表 示此时放大器的静态工作点已选择在动态特性曲线的中点，记录 此 失 压时 真 值的时。静的此态晶时工体放作管大点输器入的ICQ电 动值压 态和范uUimC围aExQ最值值大。，。此并即测为出晶当体输管出最电大压允最许大输而入不电
实验原理(续)
放大器的频率特性
放大器所放大的模拟信号往往是含有多种频率成分的 复杂信号，具有丰富的谐波，或需要放大不同频率的 正弦波。这就要求放大器对不同频率的信号具有相同 的放大能力，才能使被放大的信号不产生失真，从而 得到正确的结果。但是，由于放大器电路中不可避免 地含有电容、分布电容和极间电容，这些电容对不同 频率的信号会产生不同的阻抗，因而使放大器的放大 性能与信号的频率有关，放大器与频率有关的特性称 为放大器的频率特性或放大器的频率响应。
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实验二晶体管放大器电路实验
一、实验目的和要求
掌握Multisim的晶体管放大器电路仿真设计方法，重点掌握单管放大器电路基本原理、静态工作点的分析、动态分析。
二、实践内容或原理
单管放大器电路基本原理
图1.1为电阻分压式工作点稳定的单管放大器电路图，偏置电路采用R B11和R B12组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R E，以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加入输入信号u i后，在放大器的输出端便可得到一个与u i相位相反，幅值被放大了的输出信号u o，从而实现了电压放大。
图1.1 电阻分压式工作点稳定放大电路
在图1.1电路中，当流过偏置电阻R B11和R B12的电流远大于晶体管的基极电流I B时（一
般5～10倍），静态工作点可用下式估算
电压放大倍数
其中
三、实践步骤或环节
1. 按照图1.1构造电阻分压式工作点稳定放大电路； 2． 输出不失真的情况下进行单管放大器静态工作点的分析；
3． 进行单管放大器的动态分析。
四、实验数据记录与分析处理
1．单管放大器的静态工作点的分析
（1）估算静态工作点
在波形不失真的情况下（40%左右），估算静态工作点。
2N2222A 的β值约为220，3DG6（实验板上的晶体管上有蓝色点，根据色环，其β值为60。
（2）直流工作点分析
点击Options →Preferences →Show node names 使图1.1显示节点编号，然后点击 Analysis →DC operating Point →Output variables 选择需要用来仿真的变量（图1为V5，V2，V4），然后点击Simulate 按钮，系统自动显示出运行结果，如图1.2所示。
图1.2 直流工作点分析运行结果显示
)
(11121112E E C C CC CE C E E BE B E B B B B R R R I V U I R R U U I VCC R R R U ++-=≈+-=+=E b b be E be L C V I mv r r R r R R A 26)1()1(//1⋅++=++-='βββ
可知，
直流工作点分析的结果和估算得到的结果很接近。
2．单管放大器的动态分析
（1）放大倍数的估算
2N2222A的β值约为220，3DG6（实验板上的晶体管上有蓝色点，根据色环，其β值为60，空载。
则
放大倍数=
（2）动态分析
将波特图仪按图1.1所示连接，运行后双击波特图仪，同样可以看到幅频特性和相频特性，得到的幅频特性和相频特性如图1.3所示。
图1.3的纵轴是以线性方式显示的放大倍数，数值与估算值基本接近。
五、思考
1．如何估算单管放大器的静态工作点和放大倍数？
2．若单管放大器的输出有失真，应从哪几个方面考虑？单管放大器的静态工作点如何调整？
3．测试负反馈放大电路的通频带时，纵坐标采用线性还是分贝值显示哪一种更方便？。