共射共集放大电路.doc

实验三 共射——共集放大电路
一、实验目的
1．进一步熟悉放大电路技术指标的测试方法。
2．了解多级放大电路的级间影响。
二、预习要求
1．复习模拟部分有关内容，熟悉阻容耦合两级放大器的工作原理及级间影响。
2．根据实验所给定的电路参数，估算Rb11的阻值以及各级放大电路的静态工作点。设β1=β2=50。
3．当输入信号为ƒ=1KHz正弦波时，估算第一级电压放大倍数Au1总的电压放大倍数Au，计算该放大器的输入电阻Ri和输出电阻Ro(Rp=100K)。
4．了解共集放大电路的特点。
三、实验原理与参考电路
1．参考电路
实验参考电路如图3-1所示。该电路为共射—共集组态的阻容耦合两级放大电路。第一级是共射放大电路，实验二中已经掌握。第二级是共集放大电路，其静态工作点可通过电位器Rp来调整，两级均采用NPN型硅三极管3DG6。
图3-1 共射- 共集放大电路

由于级间耦合方式是阻容耦合，电容对直流有隔离作用，所以两级的静态工作点是彼此独立、互不影响的。实验时可一级一级地分别调整各级的最佳工作点。对于交流信号，各级之间有着密切联系：前级的输出电压是后级的输入信号，而后级的输入阻抗是前级的负载。第一级采用了共射电路，具有较高的电压放大倍数，但输出电阻较大。第二级采用共集电路，虽然电压放大倍数小(近似等于1)，但输入电阻[Ri2≈(Rb2+Rp)//β2RL´],向第一级索取功率小，对第一级影响小；同时其输出电阻小，可弥补单级共射电路输出电阻大的缺点，使整个放大电路的带负载能力大大增强。
2．静态工作点设置与调整
由于第一级共射电路需具备较高的电压放大倍数，静态工作点可适当设置得高一些。在图3-1所示电路参数中，上偏置电阻Rb11为待定电阻，若取ICQ1为1～1.3mA，试计算、选择Rb11的阻值范围。第二级共集电路，可通过调节电位器Rp改变静态工作点，使其能达到输出电压波形最大不失真。分别设置好两级的静态工作点后，即可按实验二中的测试方法分别测出两级的静态工作点。
3．电压放大倍数的测量
电压放大倍数AU是指总的输出电压与输入电压的有效值之比，即：

为了了解多级放大电路级与级之间的影响，还需分别测量出第一级的电压放大倍数AU1、第二级的电压放大倍数AU2，则总的电压放大倍数
Au = Au1﹒Au2
对图3-1所示电路参数，电压放大倍数

Ri2≈(Rb2+Rp)//β2R´L
Rbe1+(1+β1)Re1
AU2≈1
Au = Au1﹒Au2
4．输入、输出电阻的测量
该放大电路的输入电阻即第一级共射电路的输入电阻；输出电阻即第二级共集电路的输出电阻。
Ri= Ri1= Rb11// Rb12//[r be1+(1+β1) Re1]

Ri和Ro的测量方法同实验二。
四、实验内容
1．按图3-1电路所示参数计算第一级上偏置电阻Rb11的阻值范围(设ICQ1=1～1.3mA),并将其值标在电路图上。
2．组装共射—共集两级放大电路，接入事先调整好的电源＋12V。
3．合上开关S，输入ƒ=1KHz，Vi=20mV的正弦信号至放大器的输入端，用示波器观察输出电压Uo的波形。调节电位器Rp，使Uo达到最大不失真。关闭信号源(使Ui=0),用万用表分别测量第一级与第二级的静态工作点，将数据填入表3-1中测量方法同实验二。
表3-1
Q
T
ICQ/mA
UCEQ/V
UBEQ/V
第一级

第二级

3．打开信号源，输入f=1KHz，Ui=20mV的正弦波，测试多级放大器总的电压放大倍数Au和分级电压放大倍数Au1、Au2，将数据填入表3-2中。

表3-2
Uo
RL

Ui
U01
U02(U0)
Au1
Au2
Au
R0
断开S
合上S
RL1
(∞)
RL
5.1K

RL1
(∞)
RL1
5.1K
RL1
(∞)
RL1
5.1K

20mA

4．定性测绘Ui、U01、U02的波形
选用U02作外触发电压，送至示波器的外触发接线端。将双踪示波器的一个通道CH1接输入电压Ui，而另一个通道CH2则分别接U01和U02，用示波器分别观察它们的波形，定性将它们画在图3-2中,并比较它们的相位关系。

图3-2 绘制各级电压波形

5．测试多级放大电路的输出电阻Ro，测试方法同实验二。
*6、测试两级放大电路的通频带两级放大电路的通频带比任何一级单级放大电路的通频带要窄。
测试通频带的方法同实验二。
五、实验报告要求
1．认真记录实验数据和波形。
2．对测试结果进行理论分析，找出产生误差的原因，提出减少实验误差的措施。
3．测量出Au1、Au2以及Au的数值，与理论计算值相比较，分析误差原因。
4．在本实验的组装、调试过程中，遇到什么困难？发现和排除了什么故障？
六、思考题
1．测量放大器输出电阻时，利用公式来计算R0。试问：如果负载电阻RL改变，输出电阻Ro会变化吗？应如何选择RL的阻值，使测量误差较小？
2、图3-1所示电路中，第二级的电压放大倍数AU2≈1，为什么将RL=5.1K接到第二级输出端得到的输出电压比将RL直接接到第一级输出端得到的输出电压要大些。
七、注意事项
1．电路组装好，进行调试时，如发现输出电压有高频自激现象，可采用滞后补偿，即在三极管的基极和集电极之间加一消振电容，容量约为200pF左右。
2．如电路工作不正常，应先检查各级静态工作点是否合适，如合适，则将交流输入信号一级一级地送到放大电路中去，逐级追踪查找故障所在。
3．用双踪示波器测绘多个波形时，为正确描绘它们之间的相位关系，示波器应选择外触发工作方式，并以电压幅值较大、频率较低的电压作为外触发电压送至示波器的外触发输入端。
八、实验设备及器件
1．三极管 3DG6 2只
2．电阻51kΩ、20kΩ、11kΩ、3.3kΩ、1kΩ、51kΩ各1只；5.1kΩ2只
3．电容47μF 1只；10μF 3只；200pF 1～2只
4．电位器 100 kΩ1只