单级放大电路实验

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1、学习单级放大电路主要性能指标的测试方法，了解静态工作学习单级放大电路主要性能指标的测试方法，了解静态工作点对动态性能的影响，分析放大电路的动态性能。点对动态性能的影响，分析放大电路的动态性能。2掌握晶体管输出特性、放大电路静态工作点和动态参数的仿真掌握晶体管输出特性、放大电路静态工作点和动态参数的仿真测试方法。测试方法。4掌握单级放大器静态工作点的设置与测试方法掌握单级放大器静态工作点的设置与测试方法。3 1掌握晶体管输出特性曲线的测试方法。掌握晶体管输出特性曲线的测试方法。 3 3培养学生电子实验技能及测试技术的能力。培养学生电子实验技能及测试技术的能力。3 5实验目的实验目的+UCCUiU

2、SUL实验实验电路图 RC13K+12VC2C1Ce1ABRb12Rb11RLT1RS470KRW120K1K10K511K2.4K101047图1 共射极单管放大器实验电路共射极单管放大器实验电路Re11Re12I Ib11b11教育本来就是心灵的旅行和人格的涵养教育本来就是心灵的旅行和人格的涵养单级放大电路的分析单级放大电路的分析 晶体管晶体管是放大电路的主要器件晶体管的 输入特性和输出特性都是非线性的，对放大电路定量分析时，主要矛盾是如何处理晶体管的非线性问题。常用方法有两种：图解法；微变等效电路法图解法 在承认晶体管为非线性的前提下，在管子的特性曲线上用作图的方法求解。微变等效电路法实

3、质是在静态工作点附近一个比较小的变化范围内，近似地认为晶体管的特性是线性的，由此导出晶体管的等效电路及一系列的微变等效参数，从而将非线性问题转化成为线性问题，这样就可以利用电路原理中学过的有关线性电路的各种规律来解决晶体管电路。 BECNPN型型三极管三极管BECPNP型型三极管三极管三三极管符号极管符号NPNCBEPNPCBE晶体三极管晶体三极管三极管的作用三极管的作用放大、开关、调节、隔离放大、开关、调节、隔离 晶体管工作在放大状态时，输出回路的电流 iC几乎仅仅决定于输入回路的电流 iB，即可将输出回路等效为电流 iB 控制的电流源iC 。状态状态u uBEBEi iC Cu uCECE

4、截止U UononI ICEOCEOV VCCCC放大 U UononiiB B u uBEBE饱和 U UononiiB B u uBEBE晶体管的三个工作区域晶体管的三个工作区域晶体管特性的图形表示（极限参数极限参数） vCE iC 0 ICM V(BR)CEO 安全区 PCM -最大允许集电极电流最大允许集电极电流 CMICMP-最大允许集电极耗散功率最大允许集电极耗散功率 CEOBRV-集电极反向击穿电压集电极反向击穿电压CMCCMCCEOBRCEPPIiVv且且晶体管安全工作区域晶体管主要参数直流参数直流参数： 、 、ICBO、 ICEOc-e间击穿电压最大集电极电流最大集电极耗散功

5、率PCMiCuCE安全工作区安全工作区交流参数交流参数：、fT（使1的信号频率） 极限参数极限参数：ICM、PCM、U（BR）CEOECII1ECii(1) 集电极基极间反向饱和电流集电极基极间反向饱和电流 ICBO O （发射极）开路（发射极）开路 + b c e - uA Ie=0 VCC ICBO (2) (2) 集电极发射极间的集电极发射极间的反向饱和电流反向饱和电流 ICEOCBOCEO)1(II + b c e - VCC ICEO uA 晶体管主要参数晶体管主要参数极间反向电流极间反向电流晶体三极管微变等效电路晶体三极管微变等效电路输入特性曲线输入特性曲线UBEIB0IBUBEQ

6、输入特性曲线在输入特性曲线在Q点附近的微附近的微小范围内可以认为是线性的。小范围内可以认为是线性的。当当uBE有一微小变化有一微小变化UBE时，时，基极电流变化基极电流变化IB，两者的比两者的比值称为三极管的动态输入电阻，值称为三极管的动态输入电阻，用用rbe表示。即：表示。即：bbeBBEbeiuIUr晶体三极管微变等效电路晶体三极管微变等效电路输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线在放大区域内可输出特性曲线在放大区域内可认为呈水平线，集电极电流的认为呈水平线，集电极电流的微小变化微小变化IC仅与基极电流的仅与基极电流的微小变化微小变化IB有关，而与电压有关，而与电压uCE无关，故集电极和发射

7、极无关，故集电极和发射极之间可等效为一个受之间可等效为一个受ib控制的控制的电流源，即：电流源，即：0UCEICIBICQbcii晶体三极管微变等效电路晶体三极管微变等效电路+ube+uceicibCBErbe+uceicibCBE+ubeib (a) 三极管 (b) 三极管的微变等效电路集电极和发射极之间可等效为一个受集电极和发射极之间可等效为一个受ib控制的电流源控制的电流源晶体管特性的图形表示（极限参数极限参数） vCE iC 0 ICM V(BR)CEO 安全区 PCM -最大允许集电极电流 CMICMP-最大允许集电极耗散功率 CEOBRV-集电极反向击穿电压CMCCMCCEOBRC

8、EPPIiVv且且晶体管安全工作区域单级放大电路具体分析内容单级放大电路具体分析内容1.分析电路的组成、结构和特点分析电路的组成、结构和特点。 2.静态分析静态分析：建立静态工作点，建立静态工作点，求取静态工作电求取静态工作电路的参数。路的参数。 3.动态分析动态分析：加入信号后，分析信号的流向，经加入信号后，分析信号的流向，经过哪些环节或元件，产生了什么作用等。过哪些环节或元件，产生了什么作用等。 4.元器件的功能分析元器件的功能分析：分析元器件的型号、参分析元器件的型号、参数及其在电路中的作用。数及其在电路中的作用。 电路组成（图1）1.晶体管T1：放大元件，用基极电流iB控制集电极电流i

9、C。 .电源UCC和UBB ：使晶体管发射结正偏，集电结反偏，晶体管处在放大状态，同时也是放大电路的能量来源，提供电流iB和iC。UCC一般在几伏到十几伏之间。 3.偏置电阻RB ：用来调节基极偏置电流IB，使晶体管有一个合适的工作点，一般为几十千欧到几百千欧。 4.集电极负载电阻RC ：将集电极电流iC的变化转换为电压的变化，以获得电压放大，一般为几千欧到几十千欧。 5.电容Cl、C2：用来传递交流信号，起到耦合的作用。同时，又使放大电路和信号源及负载间直流相隔离，起隔直作用。为了减小传递信号的电压损失，Cl、C2应选得足够大，一般为几微法至几十微法，通常采用电解电容器。 静态分析静态分析图

10、图1 1，U Ui i=0=0工作工作状态为静态状态为静态Ucc作用下作用下, ,晶体管各极间电压和电流均为晶体管各极间电压和电流均为直流分量，其值为静态值。直流分量，其值为静态值。求出求出I IB、 I IC、U UCE，看放大电路是否工作在看放大电路是否工作在放大区，是否取得合适的静态工作。放大区，是否取得合适的静态工作。静态分析任务静态分析任务由于C1、C2的隔直作用，由此可得直流通路。晶体管发射结正向导通时，其正向压降UBE变化范围不大，一般可认为总等于它的导通电压，即硅管的即硅管的UBEQ取取0.7V、锗管取、锗管取0.3V，I IC =I IB 。输入回路可见：输入回路可见：I I

11、B= =（ UCC - - UBE ）/ /R RB输出回路：输出回路： UCE = =UCC I IC CR RC 指无交流信号输入时，电路中电流、电压都不变的状态，静态时指无交流信号输入时，电路中电流、电压都不变的状态，静态时三极管各极电流和电压值称为静态工作点三极管各极电流和电压值称为静态工作点Q（主要指主要指IBQ、ICQ和和UCEQ）。）。静态分析主要是确定放大电路中的静态值静态分析主要是确定放大电路中的静态值IBQ、ICQ和和UCEQ。RC+UCCVRB+UCEQ+UBEQ ICQIBQBBEQCCBQRUUIBQCQIICCQCCCEQRIUU耦合电容可视为开路静态工作点的影响因