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实验一 三极管放大电路


西 安 邮 电 大 学
开放式电子电路实验 实验报告



系:

通信与信息工程学院 通工 1004 班 庞丹旭 03101133 2012-2013 第一学期

专业班级: 姓名: 学 号:

实验日期:

1

实验一 三极管放大电路
一、实验目的
1.掌握多级放大器静态工作点的调整与测试方法。 2.学会放大器频率特性测量方法。 3.了解放大器的失真及消除方法。 4.掌握两级放大电路放大倍数的测量方法和计算方法。 5.进一步掌握两级放大电路的工作原理。

二、实验仪器
示波器 万用表 信号发生器 直流电源 三、实验设计要求 1.信号源内阻:Rs=51K 2.输入信号频率 20Hz-20Khz 3.Av=3 4.RL=200Ω /75Ω 5.Vo=3Vpp 6.P 电源=30mW 7.增加平坦度<0.1dB

四、设计思路 求各部分的直流电位:

如图所示,基级的直流电位 VB 是用 R1 和 R2 对电源电压 VCC 进行分压后的电位,所 以, 流进晶体管的基级电路的直流成分 IB 是很小的, 可以忽略,则: B=R2/(R1+R2)*VCC V (V)
2

发射机的直流电位 VE,仅比 VB 低于基级—发射机间的电压 VBE,如设 VBE=0.6V,则 VE 为:VE=VB-0.6 (V) 发射级上流动的直流电流 IE 为 IE=VE/RE=(VB-0.6)/RE 集电极的电流电压 VC 为电源电压减去 RC 的压降而算得的值, 所以 VC 为: C=VCC-IC*RC V 在式中,基级电流为最少的值,所以可忽略,则 IC=IE。 求交流电压放大倍数: 、 接着求上图电路的交流放大倍数 由于晶体管的基级-发射极间存在的二极管是在导通情况下使用的(交流电阻为 0) , 所以基级端子的交流电位直接出现在发射极,因此,由交流输入电压 vi 引起的 ie 的 交流变化部分△ie 为:△ie=vi/RE 另外, 令集电极电流的交流变化部分为△ic, vc 交流变化部分△vc 为: 则 △vc=△ic*RC 进而认为,集电极电流=发射极电流,则△ic=△ie,所以△vc=△ie*Rc=vi/RE*RC 另一方面,因为 C2 将 vc 的直流成分截去,故交流输出信号 V0 即为△vc 的本身:v0= △vc=vi/RE*RC 因此,该电路的交流电压放大倍数 AV:AV=v0/vi=RC/RE

采用共射极分压式偏置电路以及射极跟随器: 共射极分压式偏置电路完成基本电压 放大;射极跟随器提高输入阻抗,使输出达到三倍放大。其中信号发生器 Vpp=1V, 频率为 10kHz,Vcc 为 12V,三极管的放大系数β 为 100。 在 Multisim 中对电路进行模拟仿真,对各参数进行调试: 总输出的调试: 如果放大倍数不合适,则调节 Rc 与 Re 的阻值。即当放大倍数不足 时,应增大 Rc,减小 Re。 如果失真则需要调节 R2,或者适当增大电源的电压值。 功率的调试: 由于大功率电路耗电现象非常严重,因此我们在设计电路时,应在满 足要求的情况下尽可能的减小电路的总功耗。减小总功耗的方法有: (1) 尽可能 减小输入直流电压; (2) 尽可能减小 Rb1、Rb2 的阻值; (3) 尽可能增大 R2
3

的阻值。
五 实验仿真

最终电路图:

波形如下:

静态工作点的测量:
4

T1 管:
测量参数 实测值

VCQ
4.72V

VBQ
0.71V

VEQ
0.06V

VCQ 实测图

VBQ 实测图

VEQ 实测图

T2 管:
测量参数 实测值

VCQ
1.90V

VBQ
1.62V

VEQ
0.84V

VCQ 实测图
5

VBQ 实测图

VEQ 实测图

实测输出波形图:

6

由此图可以分析出:输入输出的波形图相同,B 通道的电压值是 A 通道的电压值的 2.6 倍,因此电压增益为 2.6,虽然没有达到理想的三倍增益,但大致可以达到实验 要求。 六、风险分析及应对方案 ①降低功耗 由于大功率电路耗电现象非常严重,因此我们在设计电路时,应在 满足要求的情况下尽可能的减小电路的总功耗。负载的电阻是固定的,如果将直流 源的电压降低会有效地降低负载上的电压,则负载功耗会自然降低,所以降低功耗 最有效的办法就是降低直流源的电压。 ②电路风险 在面包板上进行实际电路搭建,可能会因为粗心大意把电源的正负 极接反,因此要考虑搭建一个保护电路。电路也可能因为实际应用中损耗比较大会 使增益达不到三倍,要仔细核对电路中使用的器件,它们的型号大小,防止器件误 用或电路搭建失误导致电路短路烧坏面包板等风险。 七、电路分析 从电路机构上看,该放大器分成两级,第一级放大,第二级射极跟随器实现提升整 个电路带负载的能力。 从功能扩展方面,本电路具有静态工作点稳定,带负载能力强的特点。 从经济性方面看,这次电路的设计面向实际应用,所使用的实验器件相对较少,从 经济上节约了成本。 八、心得体会 通过本次实验设计,让我对 Multisim 仿真软件有了一定的了解,掌握了晶体管放大 器静态工作点的测试和调整方法,了解到电路中参数对放大电路的影响。设计好的 电路在软件中要进行调试,最终在实验板上进行硬件电路的搭建。对于初次接触电 路仿真软件的我来说要设计一个放大电路出来还是有相当难度的,所以在此我还是 觉得应该多听听老师详细的讲解及细致的指导,做硬件电路设计就是如此,我们只 凭借着课本上所学的理论知识很难解决实际中遇到的各种问题,所以有很多时候不 管是什么地方不懂都应该及时请教老师或者及时和同学进行讨论,为自己多积累积 累经验。

7


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