实验5--单管交流放大电路

单管交流放大电路

一．实验目的

1．掌握单管放大器静态工作点的调整及电压放大倍数的测量方法。

2．研究静态工作点和负载电阻对电压放大倍数的影响，进一步理解静态工作点对放大器工作的意义。

3．观察放大器输出波形的非线性失真。

4．熟悉低频信号发生器、示波器及晶体管毫伏表的使用方法。

二．电路原理简述

单管放大器是放大器中最基本的一类，本实验采用固定偏置式放大电路，如图2-1所示。其中RB1=100KΩ，RC1=2KΩ，RL1=100Ω，RW1=1MΩ，RW3=2.2kΩ,C1=C2=10μF/15V,T1为9013(β=160-200)。

图2-1 为保证放大器正常工作，即不失真地放大信号，首先必须适当取代静态工作点。工作点太高将使输出信号产生饱和失真；太低则产生截止失真，因而工作点的选取，直接影响在不失真前提下的输出电压的大小，也就影响电压放大倍数（Av=V0/Vi）的大小。当晶体管和电源电压Vcc=12V选定之后，电压放大倍数还与集电极总负载电阻RL’(RL’=Rc//RL)有关，改变Rc或RL，则电压放大倍数将改变。

在晶体管、电源电压Vcc及电路其他参数（如Rc等）确定之后，静态工作点主要取决于IB的选择。因此，调整工作点主要是调节偏置电阻的数值（本实验通过调节Rw1电位器来实现），进而可以观察工作点对输出电压波形的影响。

三．实验设备

名称 数量 型号

1． 直流稳压电源 1台 0～30V可调

2-1

2． 低频信号发生器 1台 3． 示波器 1台 4． 晶体管毫伏表 1只 5． 万用电表 1只

6． 电阻 3只 100Ω*1 2kΩ*1

100 kΩ*1

7. 电位器 2只 2.2 kΩ*1 1MΩ*1 8． 电容 2只 10μF/15V*2 9. 三极管 1只 9013*1

10． 短接桥和连接导线 若干 P8-1和50148 11． 实验用9孔插件方板 297mm×300mm

四. 实验内容与步骤 1．调整静态工作点

实验电路见9孔插件方板上的“单管交流放大电路”单元，如下图2-2所示。 方板上的直流稳压电源的输入电压为+12V，用导线将电源输出分别接入方板上的“单管交流放大电路”的+12V和地端，将图2-2中J1、J2用一短线相连，J3、J4相连（即Rc1=5kΩ），J5、J6相连，并将RW3放在最大位置（即负载电阻RL=RL1+RW3=2.7kΩ左右），检查无误后接通电源。

图2-2

使用万用表测量晶体管电压VCE，同时调节电位器RW1，使VCE=5V左右，从而使静态工作点位于负载线的中点。

为了校验放大器的工作点是否合适，把信号发生器输出的f=1kHz的信号加到放大器的输入端，从零逐渐增加信号υi的幅值，用示波器观察放大器的输出电压υ0的波形。若放大器工作点调整合适，则放大器的截止失真和饱和失真应该同时出现，若不是同时出现，只要稍微改变RW1的阻值便可得到合适的工作点。 此时把信号Vi移出，即使Vi=0,使用万用表，分别测量晶体管各点对地电压Vc、VB和VE，填入表2-1中，然后按下式计算静态工作点。

2-2

IC=

VCC?VC RC1IC, β值为给定的 ?IB≈

VCC?VB 得出IB，式中VB≈0.7V，VCE=VC。 RB注：测量RB阻值时，务必断开电源。同时应断开J4、J2间的连线。 *或者量出RB（RB=RW1+RB1），再由IB=

表2-1

VC 测量值 VB VE IB 计算值 IC VCE β 2．测量放大器的电压放大倍数，观察RC1和RL对放大倍数的影响。

在步骤1的基础上，将信号发生器调至f=1kHz、输出为5mV。随后接入单级放大电路的输入端，即Vi=5mV，观察输出端υ0的波形，并在不失真的情况下分两种情况用晶体管毫伏表测量输出电压V0?值和V0值： 带负载RL，即J5、J6相连，测V0’值 不带负载RL，即J5、J6不连，测V0值。

再将RC1放在2kΩ位置，仍分以上两种情况测取输出电压V0’和V0值，并将所有测量结果填入表2-2中。

采用下式求取其电压放大倍数：

V0'带负载RL时， AV’=

ViV0不带负载RL时， AV =

Vi

表2-2

RC1 5kΩ 2kΩ RL=∞ RL=2.7kΩ RL=∞ RL=2.7kΩ Vi 测量值 V0 V0’ 计算值 AV AV’ 3．观察静态基极电流对放大器输出电压波形的影响

在实验步骤2的基础上，将RW1减小，同时增大信号发生器的输入电压Vi值，直到示波器上产生输出信号有明显饱和失真后，立即加大RW1值直到出现截止失真为止。

五．分析与讨论

1．解释AV随RL变化的原因。

2. 静态工作点对放大器输出波形的影响如何？

2-3

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