实验三单级低频电压放大电路（基础） - 图文 

课程名称： 电子线路实践 第 三

次实验

实验三 单级低频电压放大电路（基础）

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、 掌握基本的模拟电路的故障检查和排除方法，深化示波器、稳压电源 、交流电压表、

函数发生器的使用技能训练。

二、实验原理

共射极分压式偏置电路电路图如下：

在放大电路中，三极管由外部电路提供合适的偏置。对偏置电路有两个要求：

1 给三极管提供合适的工作点，保证三极管在放大交流信号时工作在放大区；

2 保证三极管静态工作点的稳定，使工作点少受或基本上不受环境温度的影响。 在实验中采用分压式偏置电路。

在实验中，只有当R2 支路中的电流I1>>IBQ 时，才能保证VBQ 恒定实现自动稳定工作点的作用，所以在工程中一般取 I1=(5~10) IBQ（硅管），I1=(10~20) IBQ（锗管）。

三、预习思考

1、 器件资料：

上网查询本实验所用的三极管9013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：

参数符号 VCBO VCEO VEBO IC IE hFE VCE(sat) VBE fT 2、 偏置电路：

参数值 40V 25V 5V 500Ma 200Ma 64 0.6V 0.5-0.7V 140MHz 参数意义及设计时应该如何考虑 指发射极开路，集电极和基极反向击穿电压 指基极开路，集电极和基极反向击穿电压 指集电极开路，基极和发射极反向击穿电压 集电极最大允许电流 发射极最大允许电流 共射级直流电流放大倍数 集电极-发射极之间的饱和电压 基极-发射极电压 三极管的特征频率 教材图1-3中偏置电路的名称是什么，简单解释是如何自动调节BJT的电流IC以实现稳定直流工作点的作用的，如果R1 、R2取得过大能否再起到稳定直流工作点的作用，为什么？

答：名称是分压式偏置电路。

分压式偏置电路稳定工作点物理过程如下：利用R1、R2构成的分压器给三极管基极b提供电位UB，如果满足电流I1??IBQ的条件，基极电位可近似由下式求得：UB?R1R1?R2*VCC

当环境温度升高时，ICQ增加，电阻RE上的压降增大。由于基极电位固定，加到发射极上电压减小，IBQ减小，从而使ICQ减小。通过这样的自动调节使ICQ趋于稳定。如果R1 、R2取得过大，不能再起到稳定直流工作点的作用。因为此时R1中的电流很小，不满足I1??IBQ的条件，也就不能用上述公式计算基极电位UB，并且UB电位不再固定，不能起到稳定直流工作点的作用。

3、 电压增益：

(I) 对于一个低频放大器，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。

答：交流电压放大倍数AV=-??RL'rbe?(1??)RE

有公式可以知道，为了提高电压增益，可以增大负载或RC，或者减少发射结电阻RE。 增大负载有时不易实现，而增大RC可能会提高工作点，使三极管工作在饱和区，输出波形失真。因此最好的办法是在射结电阻RE两端并联一个大电容，对于交流近似短路，但不影响工作点的大小和稳定性，称为射极旁路电容。此外就还可以从运放和组合放大电路考虑。

(II) 实验中测量电压增益的时候用到交流毫伏表，试问如果用万用表或示波器可不可

以，有什么缺点。 答：当输入信号为中频信号时，三者都可以测量。但是当为低频和高频信号时，最好采用交流毫伏表。因为示波器和万用表在使用时有一定的带宽限制，测得的数据可能不准确。

4、 输入阻抗：

(I) 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1-3中放大电路的输入等效电路图，回答下面的连线题，并做简单解释：

Ri = RS 放大器从信号源获取较大电压

Ri << RS Ri >> RS

放大器从信号源吸取较大电流 放大器从信号源获取最大功率

Rs+Vs+ViRi答：

Ri = RS 放大器从信号源获取最大功率 说明：P?Ri(USRS?Ri)，当当Ri = RS时，获取最大功率US/4RS。

22 Ri << RS 放大器从信号源吸取较大电流 说明：I?USRS?Ri Ri >> RS 放大器从信号源获取较大电压 说明：Ui?

(II) 教材图1-4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。

答：RS过大时，会给实验带来干扰；RS过小时，会带来较大误差。因此RS 和Ri最好取同一个数量级。

(III) 对于小信号放大器来说一般希望输入阻抗足够高，根据您所学的理论知识，分析有

哪些方法可以提高教材图1-3中放大电路的输入阻抗。 答：Ri?R1//R2//[rbe?(1??)?RE]

可知为提高输入阻抗，可将R1和R2适当的取大一点，但也不能过大。还可以增大发射

US?RiRS?Ri源号信器大放--

，可以看到当Ri << RS时，获取较大电流。

，可以看到当Ri >> RS时，获取较大电压。

结电阻RE。此外，还可以选择β值较大的三极管。

5、输出阻抗：

(I) 放大器输出电阻RO的大小反映了它带负载的能力，试分析教材图1-3中放大电路的

输入阻抗受那些参数的影响，设负载为RL，画出输出等效电路图，回答下面的连线题，并做简单解释。

RO = RL RO << RL RO >> RL 答：

负载从放大器获取较大电压 负载从放大器吸取较大电流 负载从放大器获取最大功率

设受控电流源大小为IO

RO = RL 负载从放大器获取最大功率

??RO12P??IORIORL。 ，当R = R，获得最大功率OL?L4R?ROL??2RO << RL 负载从放大器获取较大电压

UO?IO?RO//RL，当RO << RL，获得较大输出电压。

RO >> RL 负载从放大器吸取较大电流

IL?IORORO?RL，RL越小，负载获得的电流越大。

(II) 教材图1-5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。 答：当RL太大时会影响电路工作，引入干扰；RL取太小时容易使测量有较大的误差。 (III) 对于小信号放大器来说一般希望输出阻抗足够小，根据您所学的理论知识，分析有

哪些方法可以减小教材图1-3中放大电路的输出阻抗。 答：RO?RC//RL，为减小输出阻抗，可以减小负载大小。 5、 计算教材图1-3中各元件参数的理论值，其中

已知：VCC=12V，Vi=5mV，RL=3KΩ，RS=50Ω， T为9013

指标要求：AV>50，Ri>1 KΩ，RO<3KΩ，fL<100Hz，fH>100kHz（建议IC取2mA） 答：C1=C2=47uF, CE=100uF, R’1= R2=10KΩ,RE=1 KΩ, RC=3 KΩ, RW=100 KΩ,β=165. 当IC取2mA时，计算得到R1=34.4 KΩ. 利用预习题1-4中的公式计算得到：

AV=-105, Ri=1.83 KΩ，RO≈3KΩ，fL=90Hz，fH=300kHz.均符合题目要求。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/y6fh.html