单级放大电路静态参数测试实验报告

单级放大电路静态参数测试

一、实验目的

1、熟悉模拟电子技术实验箱的结构，学习电子线路的搭接方法。

2、学习测量和调整放大电路的静态工作点，观察静态工作点设置对输出波形的影响。

二、实验说明

图6－1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用R_B1和R_B2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u₀，从而实现了电压放大。

图6－1 共射极单管放大器实验电路

在图6－1电路中，旁路电容C_E是使R_E对交流短路，而不致于影响放大倍数，耦合电容C₁和 C₂起隔直和传递交流的作用。当流过偏置电阻R_B1和R_B2 的电流远大于晶体管T的基极电流I_B时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算：

　　电压放大倍数　　　　

输入电阻　　

输出电阻

由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。

　　放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。

　　放大器静态工作点的测量与调试

　　1)　静态工作点的测量

　　测量放大器的静态工作点，应在输入信号的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流以及各电极对地的电位、和。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压或，然后算出的方法，例如，只要测出，即可用

　　　算出（也可根据，由确定），

同时也能算出，。

为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。

　　2)　静态工作点的调试

放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流（或）的调整与测试。

静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时的负半周将被削底，如图6－2(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图6－2(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压，检查输出电压的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。

2-2

(a) (b)

图6－2 静态工作点对u_O波形失真的影响

改变电路参数、、（、）都会引起静态工作点的变化，如图6－3所示。但通常多采用调节偏置电阻的方法来改变静态工作点，如减小，则可使静态工作点提高等。

2-3

图6－3 电路参数对静态工作点的影响

　　最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。

三、实验内容

实验电路如图6－1所示。各电子仪器可按实验一中图6－1所示方式连接，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起，同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。

　　1、调试静态工作点

接通直流电源前，先将调至最大，函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通＋12V电源、调节，使（即，因为），用直流电压表测量、和及用万用电表电阻档测量值。记入表7－1。

表6-1 时电路测量和计算值表

2、观察静态工作点对输出波形失真的影响

置，信号源频率1KHz，，调节使，测出值，再逐步加大输入信号，使输出电压足够大但不失真，即为最大不失真状态。然后保持输入信号不变，分别增大和减小，使波形出现失真，绘出的波形，并测出失真情况下的和值，记入表6－2中。

注意：每次测和值时都要使信号源的输出。为了满足该条件，可以将图6—1中B点连接信号源的导线断开。

表中和值要计算，，，。

表6－2 时的实验数据

四、实验报告要求

1、认真做实验，记录实验数据。

2、讨论并总结静态工作点变化对放大器输出波形的影响。

答；静态工作点不稳定，或者选的不合适，都会对输出波形造成影响。可能会出现截止失真，或者饱和失真两种情况。

五、预习要求

　　1、阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。假设：3DG6 的β＝100，，，，。估算放大器的静态工作点，电压放大倍数，输入电阻和输出电阻。

答；Ub=Rb2Ec/(Rb1+Rb2)
Ic=Ie=(Ub-0.7)/Re
Uce=Ec-Ic(Rc+Re)
ri=300+(1+β)Ie/26
ro=Rc
Av=-βRC//RL/ri

2、能否用直流电压表直接测量晶体管的？为什么实验中要采用测、，再间接算出的方法？

答；测电路里的电流时，电压是测不准的，测电压时也是，电流是测不准的。原因是电路里，当你接入测量仪器时，其实电路已经改变了电压（或电流），所以只能这样分别测算。简单说，你接入的仪器成了电路的干扰因素，那些仪器也带电流电压功率的消耗。晶体管的测量值太小了，一丁点误差都很严重。

4、当调节偏置电阻，使放大器输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压降怎样变化？

答；出现饱和失真时，管压降UCE变得很小（小于1V）；出现截止失真时，UCE增大，变得接近Vcc。

注：附图6－1所示为共射极单管放大器与带有负反馈的两级放大器共用实验模块。如将K₁、K₂断开，则前级（Ⅰ）为典型电阻分压式单管放大器；如将K₁、K₂接通，则前级（Ⅰ）与后级（Ⅱ）接通，组成带有电压串联负反馈两级放大器。

第二篇：实验二晶体管单级共射放大电路静态工作点测试

实验二晶体管单级共射放大电路静态工作点测试

一、实验目的

1、掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大器性能的影响。

2、观察放大电路参数对放大器指标的影响，了解共射极电路特性。

3、熟悉电子元器件和模拟电路实验箱。

二、实验仪器

l、数字示波器

2、函数信号发生器

3、数字万用表

4、模拟电路实验箱

三、预习要求

1、三极管单级共射放大电路的工作原理。

2、如何理论估算放大电路的静态工作点？

3、实验中，应怎样调整合适的静态工作点，预想实验现象将会怎样？

四、实验原理

图1－1为电阻分压式单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用R_B1和R_B2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。Rp用来调节静态工作点。当在放大器的输入端加入输入交流电压信号v_i后，在放大器的输出端便可得到一个与v_i相位相反，幅值被放大了的输出交流电压信号v_o，从而实现了电压放大。

图2－1 共射极单管放大器实验电路

晶体管为非线性原件，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（Q点），使晶体管工作在放大区。当Q点合适时，输入大小合适的信号，输出波形不失真，若Q过低，如图2-2所示，则I_B小，Ic小，大，晶体管进入截止区，产生截止信号，如图2-3（A）所示；当Q点过高，即I_B大，则Ic大，小，从而进入饱和区，产生饱和失真；如图1-3（b）所示。

图2－2 电路参数对静态工作点的影响图2－3 静态工作点对v_O波形失真的影响

因此，在完成放大器的设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，放大器各项动态参数的测量与调试。实验一主要针对对静态工作点的测量和调试。

　(1)　静态工作点的调试

如图2-2所示，放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流I_C（或V_CE）的调整与测试。静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。测量时，静态工作点应选在输出特性曲线上交流负载线的中点。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时v_o的负半周将被削底，如图2－3(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即v_o的正半周被缩顶，如图2－3(b)所示。对于线性放大电路而言，这些情况都不符合不失真放大的要求。

改变电路参数(电源电压)，，，都会引起静态工作点的变化，但当电路参数确定后，工作点的调整主要通过电位器调节来实现，输入合适的信号时，使输出波形达到最大且不失真，即为最佳的静态工作点。（考虑电位器增大或减小时，工作点的变化情况）

注意：即使Q点合适，若输入信号过大，则输出波形的饱和和截止失真会同时出现。

(2) 静态工作点的测量

在图1－1电路中，当流过偏置电阻R_B1和R_B2 的电流远大于晶体管T 的基极电流I_B时（一般5～10倍,考虑原因？！），则它的静态工作点可用下式估算

测量放大器的静态工作点，应在输入信号v_i＝0的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流I_C以及各电极对地的电位V_B、V_C和V_E。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压V_E或V_C，然后算出I_C的方法，例如，只要测出V_E，即可用