1、东南大学电工电子实验中心实 验 报 告课程名称： 模拟电子电路实验 第 3 次实验实验名称： 三极管放大电路设计 院 （系）： 吴健雄学院 专 业： 电类强化班 姓 名： 学 号： 610142 实 验 室: 实验组别： 同组人员： 实验时间： 2016 年 4 月 10 日 评定成绩： 审阅教师： 一、 实验目的1. 掌握单级放大电路的工程估算、安装和调试； 2. 了解三极管各项基本器件参数、工作点、偏置电路、输入阻抗、输出阻抗、增益、幅频特性等的基本概念以及测量方法； 3. 掌握级联电路设计方法；4. 掌握负反馈对放大电路特性的影响。二、 预习思考1. 器件资料： 上网查询本实验所用的场效
2、应管 BJ27(2N5485)的数据手册，画出三极管封装示意图，标出每个管脚的名称，将相关参数值填入下表：G:栅极 S:源极 D:漏极参数符号 参数值 参数意义及设计时应该如何考虑IDSS 4mA(min),10mA(max) 时的饱和漏极电流，取适中=0IGSS -1nA（max） 栅极反向电流VGS（OFF） -0.5V(min),-4V(max) 夹断电压，取适中V（BR ） GSS -25V 漏源击穿电压，不允许超过此值IG 10mA 正向栅极电流PD 350mW 漏极最大允许耗散功率，不允许超过此值gm (uGS=常数) 低频跨导上网查询本实验所用的三极管 9013 的数据手册，画出
3、三极管封装示意图，标出每个管脚的名称，将相关参数值填入下表：1发射极 2.基极 3.集电极参数符号 参数值 参数意义及设计时应该如何考虑VCBO 40V 集电极 -基极开路电压，不得超过此值VCEO 20V 集电极-发射极开路电压，不得超过此值VEBO 5V 发射极 -基极开路电压，不得超过此值IC 500mA 集电极电流IE 500mA 发射极电流集电极电流hFE 144-202 共射电流放大系数VCE(sat) 0.16V(TYPE) 集电极-发射极饱和电压VBE 0.6-0.7V 基极- 发射极电压fT 未知2. 偏置电路： 图 3.1 中偏置电路的名称是什么？简单解释是如何自动调节晶体
4、管的电流 IC 以实现稳定直流工作点的作用的，如果 R1、R 2 取得过大能否再起到稳定直流工作点的作用，为什么？ 图 3.1 射级偏置电路 此图为分压式偏置电路。具体的自动调节可以总结为：()= 稳 定的 点3. 电压增益： 1） 对于一个低频电压放大器，一般希望电压增益足够大，根据您所学的理论知识，分析有哪些方法可以提高电压增益，分析这些方法各自优缺点，总结出最佳实现方案。 2） 实验中测量电压增益的时候用到交流毫伏表，试问能否用万用表或示波器，为什么？不能。因为为了精确测量，输入输出需用同一仪器。但输入一般较小，用万用表和示波器测量会有明显误差，故此处使用交流毫伏表测量。4. 输入阻抗：
5、1） 放大器的输入电阻 Ri 反映了放大器本身消耗输人信号源功率的大小，设信号源内阻为 RS，试画出图 3.1 中放大电路的输入等效电路图，通过连线回答下面的问题，并做简单解释： 2） 图 3.2 是实际工程中测量放大器输入阻抗的原理图，试根据该图简单分析为什么串接电阻 RS 的取值不能太大也不能太小。 图 3.2 放大器输入阻抗测量原理图 串接电阻太大会使得测量电压过小而影响测量数值，进而影响测量精度。串接电阻太小会使得电路不稳定。3） 对于小信号放大器来说一般希望输入阻抗足够高，根据所学的理论知识，分析有哪些方法可以提高图 3.1 放大电路的输入阻抗。 提高 、 和 的值。125. 输出阻
6、抗：1） 放大器输出电阻 RO 的大小反映了它带负载的能力，试分析图 3.1 放大电路的输出阻抗受那些参数的影响，设负载为 RL，画出输出等效电路图，通过连线回答下面的问题，并做简单解释。 2） 图 3.3 是实际工程中测量放大器输出阻抗的原理图，试根据该图简单分析为什么电阻 RL 的取值不能太大也不能太小。 图 3.3 放大器输出阻抗测量原理图由计算公式 知，=当 过大时，电压的差值会很小，不便于测量区分；当 过小时，负载分得的电压较小，会减小测量的精度。6. 负反馈对放大器性能的影响 引入交流负反馈后，放大器的放大倍数将下降，其表达式为 。式中，F 为反馈网=11+络的反馈系数；A 为无负
7、反馈时的放大倍数。引入负反馈后通频带加宽，负反馈放大器上限频率 与下限频率 的表达式分别为 和 。引入负的反馈 =(1+)=1+还会改变放大器的输入电阻与输出电阻，其中并联负反馈能降低输入阻抗，串联负反馈能提高输入阻抗，电压负反馈使输出阻抗降低，电流负反馈使输出阻抗升高。三、 实验内容1. 基本要求(一) 根据图 3.1 所示电路，研究静态工作点变化对放大器性能的影响 1） 调整 RW，使静态集电极电流 ICQ=1mA，测量静态时晶体管集电极 发射极之间电压 UCEQ。记入表 3-1 中。 2） 在放大器输入端输入频率为 f=1kHz 的正弦信号，调节信号源输出电压 US 使 Ui=5mV，测
8、量 US、U O 和 UO （负载开路时的输出电压）的值并填于表 3-1 中。注意：用双综示波器监视 UO 及 Ui 的波形时，必须确保在 UO 基本不失真时读数（教师当堂验收） 。 3） 重新调整 RW，使 ICQ 分别为 2mA，重复上述测量，将测量结果记入表 3-1 中。 4） 根据测量结果计算放大器的 Au、Ri、Ro 。 电路图如图所示。特别说明： 此处采用 2.7k，并非所提供的 3k.表 3-1 静态工作点变化对放大器性能的影响 1 2静态工作点电流 ICQ(mA)测量值 测量值 理论值 误差UBQ(V) 1.628 2.625 2.6 0.96%UCQ(V) 9.20 6.48
9、 6.6 1.82%输入端接地UEQ(V) 0.989 1.98 2 1.00%US(mV) 6.39 7.1 7 1.42%UO(V) 0.49 0.95 1 5%输入信号Ui=5mVUL (V) 0.27 0.49 0.5 2%UBEQ 0.639 UCEQ 8.211 Au -53 Ri/k 3.60 计算值RO/k 2.7 波形如图所示：(二) 观察不同静态工作点对输出波形的影响 1） 改变 RW 的阻值，使输出电压波形出现截止失真，绘出失真波形，并将测量值记录表 3-2 中。 饱和失真：完全饱和失真：2） 改变 RW 的阻值，使输出电压波形出现饱和失真，绘出失真波形，并将测量值记录表
10、 3-2 中。 截止失真：完全截止失真：注明：要想出现截止失真波形，调节静态工作点是其一要素，另一关键是需要增大输入信号的幅度，这样才能出现截止失真。表 3-2 不同静态工作点对输出波形的影响 完全截止 截止失真 饱和失真 完全饱和 UBQ(V) 0.993 2.61 3.647 3.277 UCQ(V) 10.98 6.72 3.724 3.813UEQ(V) 0.388 1.96 2.982 3.143测量值 波形 (三) 测量放大器的最大不失真输出电压 分别调节 RW 和 US，用示波器观察输出电压 UO 波形，使输出波形为最大不失真正弦波。测量此时静态集电极电流 ICQ 和输出电压的峰峰值 UOPP。
