模电实验报告

实验报告课程名称：电路与模拟电子技术实验 指导老师：孙晖 成绩：__________________ 实验名称：三极管共射放大电路的研究 实验类型：电子技术设计性实验 同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得一、实验目的和要求1. 学习共射放大电路的设计方法与调试技术；2. 掌握放大器静态工作点的测量与调整方法，了解在不同偏置条件下静态工作点对放大器性能的影响；3. 学习放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及频率特性等性能指标的测试方法；4. 了解静态工作点与输出波形失真的关系，掌握最大不失真输出电压的测量方法；5. 进一步熟悉示波器、函数信号发生器的使用。

二、实验内容和原理1. 静态工作点的调整与测量2. 测量电压放大倍数3. 测量最大不失真输出电压4. 测量输入电阻5. 测量输出电阻6. 测量上限频率和下限频率7. 研究静态工作点对输出波形的影响三、主要仪器设备示波器、信号发生器、万用表、共射电路实验板 四、操作方法和实验步骤1. 静态工作点的测量和调试（1）按所设计的放大器的元件连接电路，根据电路原理图仔细检查电路的完整性。

（2）开启直流稳压电源，用万用表检测15V 工作电压，确认后，关闭电源。

（3）将放大器电路板的工作电源端与15V 直流稳压电源接通。

然后，开启电源。

此时，放大器处于工作状态。

（4）调节偏置电位器，使放大电路的静态工作点满足设计要求CQI＝6mA 。

为方便起见，测量CQI时，一般采用测量电阻C R 两端的压降RC V ，然后根据CQ I =RC V /C R 计算出CQI 。

（5）测量晶体管共射极放大电路的静态工作点，并将测量值、仿真值、理论估算值记录在下表中进行比较。

2. 测量电压放大倍数（1） 从函数信号发生器输出1kHz 的正弦波，加到电路板上的Us 端。

（2） 用示波器检查放大电路输出端是否有放大的正弦波且无失真。

（3） 用示波器测量输入Ui 电压，调节函数信号发生器幅度，使电路输入Ui= 10mV(有效值)。

（4） 负载开路，用示波器测出输出电压Uo 有效值，求出开路放大倍数。

（5） 负载接上1k Ω，再次测Uo ，求出带载放大倍数。

3. 测量最大不失真输出电压（1）负载开路，逐渐增大输入信号幅度，直至输出刚出现失真。

（2）用示波器测出此时的输出电压有效值，即为最大不失真输出电压MAXV 0。

（3）负载接上1k Ω，再次测MAXV 0。

4. 测量输入电阻iR（1）从函数信号发生器输出正弦波（幅度和频率?），加到电路板上的Us 端。

（2）用示波器测出Us 和Ui 电压。

（3）求出输入电阻。

5. 测量输出电阻oR（1） 从函数信号发生器输出正弦波，加到共射放大电路的输入端。

（2） 断开负载，用示波器测出输出电压Vo'。

（3） 接上负载，用示波器测出输出电压Vo 。

（4） 计算输出电阻oR 。

6. 测量上限频率和下限频率（1） 从函数信号发生器输出1kHz 的正弦波，加到放大电路输入端。

（2） 用交流毫伏表（示波器）测输出电压，调节输入信号幅度，使输出Vo =1V 。

（3） 保持输入信号幅度不变，降低信号频率，使输出幅度下降至0.707Vo 时，得到下限频率L f 。

（4） 保持输入信号幅度不变，增大信号频率，使输出幅度下降至0.707 Vo 时得到上限频率Hf 。

五、实验数据记录和处理理论值计算过程：要使CQ I =6mA ，则V R I V V C CQ CC C 9=⨯-=,V R R I V e e CQ E 530.4)1.5750(6)(21=+⨯=+⨯≈V V V E B 2306.57.0=+=下为实测值与仿真结果理论值计算过程：电压放大倍数22)1(])1([)(e be L e be b LL ce cebi o v R r R R r I R R r r I V V A ⋅++'-≈++'⋅'+-==ββββ ,其中E be I r 26300⨯+=β, 则由公式算出，当Ω='Ω=500,k 1LL R R 时，放大倍数=43.62，当Ω='∞=k 1,L L R R 时，放大倍数=87.24另外，PDF 中的电压放大倍数公式给错了，那是共集放大电路的放大倍数计算公式。

3. 测量最大不失真输出电压以下两张图是临界最大不失真时的仿真图理论计算过程：截止失真：LCQ CE R I v '⋅=∆1 饱和失真：V V V v CES CEQ CE 77.37.0-53.4-92==-=∆当Ω='k 1LR 时，V v CE 61=∆,当∞='L R 时，V v CE 31=∆ 而最大不失真电压应取两者最小，故为表格中的答案。

4. 测量输入电阻iR理论计算过程：按题中电路，输入电阻Ω=+=k r R R R R be b wb b i 822.0////)(215. 测量输出电阻oR仿真结果：k 1=L R 时：R时：=∞L故仿真值=(2.1090/1.0802-1)*5100=952 理论计算过程：输出电阻ΩR1≈kR=coR时，=k1LR时，=∞L六、实验结果与分析1. 从实验数据来看，实验值、理论值和仿真值还是存在一定差异。

2. 由于实验中所采用的元件并非理想元件，理论计算时一般都忽略一些小量，而模拟时却又是忽略一些实际因素的值，故三者在值上略有偏差。

3. 数据误差较大的一组实验是测量上限频率和下限频率，这是因为在实验中调节的时候，很难确保静态工作点不变，且电压跳动幅度较大，很难把控。

另外，模拟的上限频率值太高，是因为模拟时没有忽略分部电容的影响。

4. 测量CQI时，万用表的内阻若不够大，会对实验产生一定的误差。

5. 从实验中能分析出以下结论：（1）三极管共射放大电路的静态工作点在工作区时，能实现将电流放大的功效，若加上了负载LR 之后，会使得放大系数变小。

（2）共射放大电路存在最大不失真电压。

当CQI偏小时，放大电路容易产生截止失真；当CQI偏大时，容易产生饱和失真。

饱和失真在图像上的体现是“削顶”，而截止失真会“缩顶”。

当接入负载LR 后，其最大不失真电压会下降。

所以静态工作点一定要选取在最佳位置。

（3）共射放大电路存在上限频率和下限频率，其通频带为上下限频率之差。

七、讨论与心得（1）试分析电路中的Re2、Rb1、Cb 起什么作用？Re2: 防止RL 被短路，并分vi 的一部分压降，可以控制放大倍数。

Rb1: 使vbe 上有压降，即使滑动变阻器为0，防止vbe 被短路。

Cb: 隔离直流信号，防止输入信号Vi 在Rs 上有分量。

（2）当静态工作电流ICQ 通过测量VE 或VC 来间接地得到时，分析万用表内阻对测量误差的影响。

若万用表内阻不够大，则会从原电路中分一部分电流，导致Ic 测量存在误差。

（3）各仪器的接地端不再连在一起，示波器上的波形将发生什么变化？ 波形将会紊乱。

（4）在测试各项参数时，为什么要用示波器监视输出波形不失真？ 因为一定要保证其工作区域在三极管的放大区。

（5）与负载开路相比，接上负载对放大电路的上下限频率有什么影响？在测上限和下限频率时，如何选择输入信号的大小？为什么使输出电压为1V?接上负载之后对下限频率基本无影响，上限频率会大大减少。

选择输入信号应保证一开始oV 不失真，实验中调节成使oV 为1V 。

输出电压取为1V 是因为比较方便测量与读取。

（6）用示波器同时观察放大电路输入、输出波形的相位关系时，示波器上有关按钮应置什么位置？ 应该设置一个波形为反向，看是否重合。

若重合就代表它们是反相的。

（7）在测量输入电阻时，为什么不能直接测Rs 两端的压降？因为RS 两端没有电路的公共接地点，若用示波器或者毫伏表测量，会干扰信号，导致误差。

（8）如何判断放大器的截止和饱和失真？当出现这些失真时应如何调整静态工作点？截止失真是缩顶，饱和失真是削顶。

出现饱和失真时应将静态工作点向下调，截止失真应该向上调。

（9）在共射放大电路的静态工作点测量时，测得VCEQ＜0.5V，说明三极管已处于饱和状态；若VCEQ ≈+VCC（电源电压），则说明三极管已处于截止状态；若VBEQ > 2V，估计该晶体管已被击穿。

(10) 共射电路实验中所用的耦合电容是（哪一种类）电容。

在共射放大电路实验我们选用的D882是NPN 管对吗？描述怎样从外观判别e、b、c三个管脚。

对，有箭头的是从b管脚到e管脚，剩下一个是c管脚(11) 仿真电路时，若将VSIN元件的属性设置为：DC=10mV；AC=20mV；VOFF=30mV，VAMPL＝40mV，FREQ=1KHz。

则在进行静态工作点计算时，采用的电压值是；DC=10mV进行交流扫描分析时，采用的电压值是；AC=20mV进行瞬态分析时，采用的电压值是。

Voff=30mV, Vampl=40mV。