晶體管低頻電壓放大電路
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br>1.?加深理解放大電路的工作原理;
2.?掌握放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整和測(cè)量方法;
3.學(xué)會(huì)測(cè)量電壓放大倍數(shù),輸入電阻、輸出電阻;
二、實(shí)驗(yàn)所用儀器設(shè)備及用具
1、雙蹤示波器
2、低頻信號(hào)發(fā)生器
3、交流毫伏表
4、雙路直流穩(wěn)壓電源
5、失真度測(cè)試儀
6、萬(wàn)用電表
7、電烙鐵等
二、?實(shí)驗(yàn)電路及基本原理
電路參數(shù)取值如下:
RP=100K? RB=10K?? =10K
?= =2 k? C1=C2=10μF
RE1=200? CE =100 μF T采用S9013
?=12V
晶體管放大器中,廣泛應(yīng)用的電路如圖所示。稱(chēng)為阻容耦合共發(fā)射極放大器,采用分壓式電流負(fù)反饋偏置電路。
1、電路的工作原理放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)Q
3、性能指標(biāo)與測(cè)試方法
?? 晶體管放大器的主要性能指標(biāo)有電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻Ri、輸出電阻Ro及頻率響應(yīng)Fo 。對(duì)于圖2.1所示電路,各性能指標(biāo)的計(jì)算式與測(cè)試方法如下:
?(1)電壓放大倍數(shù)
放大器的輸入電阻反映了它消耗輸入信號(hào)源的功率的大小。若 Ri>Rs(信號(hào)源內(nèi)阻),放大器從信號(hào)源獲取較大電壓;若Ri
式中Rce——晶體管的輸出電阻。
放大器輸出電阻的大小反映了它帶負(fù)載的能力,Ro愈小,帶負(fù)載的能力愈強(qiáng)。當(dāng)Ro
輸出電阻測(cè)試電路
(4)頻率特性
放大器的幅頻特性如圖2.4所示。影響放大器頻率特性的主要因素是電路中存在的各種電容元件。
式中,F(xiàn)h——放大器的上限頻率,主要受晶體管的結(jié)電容及電路的分布電容的限制;
?Fl——放大器的下限頻率,主要受耦合電容Cb,Cc及射極旁路電容Ce的影響。
?? 要嚴(yán)格計(jì)算電容Cb、Cc及Ce同時(shí)存在對(duì)放大器低頻特性的影響,較為麻煩。在工程設(shè)計(jì)中,為了簡(jiǎn)化計(jì)算,通常以每個(gè)電容單獨(dú)存在時(shí)所決定的轉(zhuǎn)折頻率為基本頻率。電容Cb、Cc及Ce所對(duì)應(yīng)的等效回路如圖2.5(a)、(b)、(c)所示。
放大器的幅頻特性可通過(guò)測(cè)量不同頻率時(shí)的電壓放大倍數(shù)Av來(lái)獲得。通常采用“逐點(diǎn)法”測(cè)量放大器的幅頻特性曲線。測(cè)量時(shí),每改變一次信號(hào)源的頻率(注意維持輸入信號(hào) Us的幅值不變及輸出波形不失真),用晶體管毫伏表或示波器測(cè)量一個(gè)輸出電壓值,分別計(jì)算其增益。然后將測(cè)試結(jié)果畫(huà)于半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上(如圖2.4),將所測(cè)結(jié)果連接成曲線。
如果只要求測(cè)量放大器的通頻帶BW0.7,則首先測(cè)出放大器中頻區(qū)(如 )時(shí)的輸出電壓 Uo,然后升高頻率直到輸出電壓降到0.707 為止(維持Us不變),此時(shí)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)源的頻率就是上限頻率Fh。同理,維持Us不變降低頻率直到輸出電壓降到0.707 為止,此時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率為下限頻率Fz,則放大器的頻率響應(yīng)Bw0.7=Fh-Fl。
四、?實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟
1、?合上開(kāi)關(guān)S,連接單管放大電路并將電路與測(cè)量儀器儀表進(jìn)行正確連接。
按照?qǐng)D所示電路裝接單管放大電路。要求元件排列整齊,密度勻稱(chēng),不互相重疊,連接線應(yīng)盡量短并避免交叉,必須交叉時(shí)應(yīng)使用絕緣導(dǎo)線,對(duì)電解電容應(yīng)注意正負(fù)極性,元件標(biāo)稱(chēng)值字符朝外以便于檢查。裝接完畢后應(yīng)根據(jù)電路圖仔細(xì)檢查有無(wú)錯(cuò)誤,并用萬(wàn)用表檢查電源和地之間有無(wú)短路現(xiàn)象。然后用連接線將儀器和放大線路正確地連接起來(lái),檢查無(wú)誤后接通電源(穩(wěn)壓電源的輸出電壓值應(yīng)預(yù)先調(diào)到+12V,待與電路連接后,再進(jìn)行微調(diào),確保直流電壓值為+12V)。
注意:1、儀器的接地端必須與電路的地端連接在一起;
????? 2、必須用萬(wàn)用表直流電壓檔或者示波器“DC”方式測(cè)量直流電源電壓數(shù)值。
2、調(diào)整并觀察靜態(tài)工作點(diǎn)變動(dòng)對(duì)放大器輸出波形的影響
調(diào)節(jié)RP使集電極和發(fā)射極之間的直流電壓可調(diào)并且UCE = (3~8)V(如果改變RP的阻值,集電極和發(fā)射極之間的直流電壓VCE跟著改變,則直流電路正常,否則應(yīng)先檢查直流電路),再在放大器的輸入端加入一個(gè)頻率f=1kHz,Uip-p=50mv的正弦信號(hào),同時(shí)用示波器觀察放大器輸出的波形 。調(diào)節(jié)RP的阻值以調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn),使輸出波形大而且不失真(即滿(mǎn)足對(duì)該信號(hào)進(jìn)行不失真放大的最佳靜態(tài)工作點(diǎn))。在此基礎(chǔ)上,正確測(cè)量出下列表格要求的各項(xiàng)內(nèi)容,并對(duì)要求計(jì)算的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。
表2-1
???
3.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S,保持輸入信號(hào)不變,用示波器觀察此時(shí)的輸出波形的改善情況,并記錄數(shù)據(jù)填寫(xiě)在下表中 表2-2
4.?dāng)嚅_(kāi)輸入交流信號(hào),并將交流輸入端短接,然后用正確的方法測(cè)量電路中的直流電壓和電流,并將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在下表中。
表2-3??
5.用正確的方法測(cè)量放大器的輸入電阻和輸出電阻記錄在下表中。
表2-4 名稱(chēng)??
?
測(cè)量值??
計(jì)算值??
注意:1、按照表格順序測(cè)量較為合理。想一想為什么?
????? 2、測(cè)量表2-2內(nèi)容時(shí),需先去掉交流信號(hào)源,并將交流信號(hào)輸入端對(duì)地短接(想一想為什么?)。
6.測(cè)量該放大器的上限頻率和下限頻率,并計(jì)算通頻帶。
五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1、畫(huà)出實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)測(cè)量方框圖,討論放大器輸出波形與靜態(tài)工作點(diǎn)的關(guān)系。
2、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在對(duì)所測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算的基礎(chǔ)上,分析產(chǎn)生誤差的原因;
六、思考題
1、若在圖2-1中測(cè)得 Uce=0.5V和Uce=Ucc,說(shuō)明晶體管分別處于怎樣的工作狀態(tài)?應(yīng)如何調(diào)整到正常的放大狀態(tài)?
2、若在分壓式偏置電路中,要將NPN型晶體管換為PNP型晶體管,試畫(huà)出此時(shí)的電路。
3、說(shuō)明發(fā)射極電阻RE1、發(fā)射極電容Cf在電路中各起什么作用?
評(píng)論