实验二实验二 晶体管共射极放大电路晶体管共射极放大电路 1熟悉放大器静态工作点的调试方法，分析静态熟悉放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。工作点对放大器性能的影响。2掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。阻及最大不失真输出电压的测试方法。3熟悉常用电子仪器的使用。熟悉常用电子仪器的使用。实验目的实验目的1直流稳压电源直流稳压电源2函数信号发生器函数信号发生器3双踪示波器双踪示波器4万用表万用表5共射共射极放大电路模块极放大电路模块实验设备与器件实验设备与器件1实验电路实验电路图1-2-1 共射极放大电路 实验原理实验原理2静态工作点静态工作点在图在图1-2-1电路中，当流过偏置电阻电路中，当流过偏置电阻 和和 的电的电流远大于晶体管的基极电流流远大于晶体管的基极电流 时（一般时（一般510倍），则它的静态工作点可用下式估算：倍），则它的静态工作点可用下式估算：实验中，测量放大器的静态工作点的过程，应在输入实验中，测量放大器的静态工作点的过程，应在输入信号信号vs0的情况下进行，的情况下进行， 也就是将放大器输入端与地也就是将放大器输入端与地端短接，为了避免断开集电极测量，可以用直流电压端短接，为了避免断开集电极测量，可以用直流电压表测出晶体管各个电极的对地电位表测出晶体管各个电极的对地电位 VE、VB、VC，然后，然后由下列公式计算出静态工作点的各个参数由下列公式计算出静态工作点的各个参数 ：调节偏置电阻调节偏置电阻Rw可以改变静态工作点。可以改变静态工作点。3放大器动态性能指标放大器动态性能指标放大器动态性能指标包括电压放大倍数、输入电阻、放大器动态性能指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压等参数。输出电阻、最大不失真输出电压等参数。（1）电压放大倍数）电压放大倍数 电压放大倍数是指输出电压和输入电压之比，即电压放大倍数是指输出电压和输入电压之比，即电源电压放大倍数为输出电压和信号源电压之比，电源电压放大倍数为输出电压和信号源电压之比，即即 实验中，这两个放大倍数可由交流毫伏表直接测实验中，这两个放大倍数可由交流毫伏表直接测出出 、 、 的有效值，按下式求出：的有效值，按下式求出：2）输入电阻）输入电阻 输入电阻的大小决定放大电路从信号源或前级放输入电阻的大小决定放大电路从信号源或前级放大电路获取电流的多少，如图大电路获取电流的多少，如图1-2-1所示电路的输所示电路的输入电阻为：入电阻为：实验中，为了测量放大器的输入电阻，将放大器实验中，为了测量放大器的输入电阻，将放大器等效为如图等效为如图1-2-2所示的形式，这样通过测量信号所示的形式，这样通过测量信号源电压有效值源电压有效值Vs和输入电压有效值和输入电压有效值Vi ，可以计算，可以计算输入电阻为：输入电阻为：图.1-2-2 放大器等效电路图（3）输出电阻）输出电阻 输出电阻的大小表示放大电路带负载的能输出电阻的大小表示放大电路带负载的能力。如图力。如图1-2-1所示电路的输出电阻为：所示电路的输出电阻为： 实验中，通过测量空载电压有效值和带负实验中，通过测量空载电压有效值和带负载电压有效值来计算求得输出电阻为：载电压有效值来计算求得输出电阻为：测量输出电阻时测量输出电阻时应注意应注意RL接入前接入前后输入信号的大后输入信号的大小保持不变。小保持不变。 （5）放大器频率特性）放大器频率特性 放大器的频率特性是指放大器的电压放大倍数放大器的频率特性是指放大器的电压放大倍数 与输入信号频率与输入信号频率f之间的关系曲线，分幅频特性和之间的关系曲线，分幅频特性和相频特性。在幅频特性曲线上设相频特性。在幅频特性曲线上设 为中频电压放为中频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降到到0.707 时所对应的频率分别为下限频率时所对应的频率分别为下限频率 和和上限频率上限频率 ，通频带为，通频带为 。1静态工作点的调整和测量静态工作点的调整和测量 实验电路如图实验电路如图1-2-1所示，所示，+Vcc由直流稳压电源提由直流稳压电源提供。令供。令 (即不接信号发生器，将放大器输入即不接信号发生器，将放大器输入端与地短路端与地短路)，Vcc=12V时，调节时，调节RW，使，使VC=7V左左右，用万用表直流电压挡测量右，用万用表直流电压挡测量 和和 (对地电位对地电位)，计算，计算 、 、 、 ，填入表，填入表1-2-1中，中， 测量量值 计算算值VBVEVCVCEVBEICIB表表1-2-1 静态工作点数据表静态工作点数据表实验内容实验内容2测量动态参数测量动态参数 ， ， ，保持静态工作点的保持静态工作点的RW不变，调节信号发生器，使不变，调节信号发生器，使输出正弦波的输出正弦波的f=1kHz，有效值，有效值 Vi =20mV，测量，测量 、 及电路空载输出电压及电路空载输出电压 和负载输出电压和负载输出电压 ，并计算并计算 、 、 、 ，填入表，填入表1-2-2中。用双踪示中。用双踪示波器观察输入、输出波形，分析它们的相位关系。波器观察输入、输出波形，分析它们的相位关系。 表表1-2-2 动态参数数据表动态参数数据表测量量值计算算值 (mV) (mV) (RL= ) (RL=2.7k ) R RW WV VCECE(V)(V)输出电压的波形输出电压的波形失真类型失真类型顺时针顺时针逆时针逆时针3.观察静态工作点对输出波形的影响观察静态工作点对输出波形的影响加大输入信号，使加大输入信号，使Vi左右左右，用示波器观察输出波，用示波器观察输出波形。顺时针调节形。顺时针调节RW，使输出电压失真，用万用表的，使输出电压失真，用万用表的直流电压挡测量此时的直流电压挡测量此时的VCE值，记录失真波形于表值，记录失真波形于表1-2-3中；然后保持输入信号不变，反时针调节中；然后保持输入信号不变，反时针调节RW，使输出波形出现失真，记录失真波形和此时的使输出波形出现失真，记录失真波形和此时的VCE值值(注：每次测注：每次测VCE值时都要使信号发生器的输出为零值时都要使信号发生器的输出为零)，分析两种情况下的失真类型。，分析两种情况下的失真类型。表表1-2-3 失真记录失真记录4最大不失真输出电压的测量最大不失真输出电压的测量在放大器正常工作的情况下，逐步增大输入信号在放大器正常工作的情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节的幅度，并同时调节RW (改变静态工作点改变静态工作点)，用示波器，用示波器观察输出电压的波形，当输出波形同时出现削底和缩观察输出电压的波形，当输出波形同时出现削底和缩顶失真时，说明静态工作点已调在交流负载线的中点。顶失真时，说明静态工作点已调在交流负载线的中点。然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真，此时，用交流毫伏表测出明显失真，此时，用交流毫伏表测出Vo(有效值有效值) ，则动态范围则动态范围 ，或在示波器上直接读出，或在示波器上直接读出 5放大器频率特性的测量放大器频率特性的测量调节信号发生器输出信号的频率，使调节信号发生器输出信号的频率，使f=1kHz；调；调节节Vs的大小，使输出电压有效值的大小，使输出电压有效值Vo=1V 。保持。保持 Vs不变，不变，增大输入信号频率，使增大输入信号频率，使 Vo 下降到下降到0.707V时，对应的时，对应的信号频率为上限频率信号频率为上限频率fH。按照同样的方法，减小输入。按照同样的方法，减小输入信号频率，可以测到下限频率信号频率，可以测到下限频率fL , 最后计算出带宽最后计算出带宽BW=fH - fL。1简述图简述图1-2-1所示实验电路的特点，列表整理测所示实验电路的特点，列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数、输量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻之值与理论计算值比较，分析产生入电阻、输出电阻之值与理论计算值比较，分析产生误差原因。误差原因。2讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。3分析总结静态工作点的位置与输出电压波形的分析总结静态工作点的位置与输出电压波形的关系。关系。实验报告要求实验报告要求1 能否用直流电压表直接测量晶体管的能否用直流电压表直接测量晶体管的VBE？ 为什么实验中要采用测为什么实验中要采用测VB、VE，再间接算出的方法，再间接算出的方法？2 改变静态工作点对放大器的输入电阻是否有改变静态工作点对放大器的输入电阻是否有影响？改变外接电阻对输出电阻是否有影响？影响？改变外接电阻对输出电阻是否有影响？3 电路的静态工作点正常，如果发现电压增益电路的静态工作点正常，如果发现电压增益较低（只有几倍），有可能是哪几个元件出了故障较低（只有几倍），有可能是哪几个元件出了故障？思考题思考题1 测试中，应将函数信号发生器、交流毫伏表、测试中，应将函数信号发生器、交流毫伏表、示波器及实验电路的接地端连接在一起。示波器及实验电路的接地端连接在一起。2 由于函数信号发生器有内阻，而放大电路的由于函数信号发生器有内阻，而放大电路的输入电阻不是无穷大，测量放大电路输入信号时，应输入电阻不是无穷大，测量放大电路输入信号时，应将放大电路与函数信号发生器连接上再测量，避免造将放大电路与函数信号发生器连接上再测量，避免造成误差。成误差。注意事项注意事项