实验5 基本放大电路电路
实验5.1 NPN三极管分压偏置电路
一、实验目的
1.测量NPN管分压偏置电路的静态工作点。
2.估算电路的基极偏压Vb，并比较测量值与计算值。
3.估算发射极电流Ie和集电极电流Ic，并比较测量值与计算值。 4.估算集－射电压Vce，并比较测量值与计算值。 5.根据电流读数估算直流电流放大系数β。 6.测试分压偏置电路的稳定性。
二、实验器材
2N390 4 NPN三极管 1个 20V直流电源 1个 直流电压表 2个 0～10mA直流电流表 2个 0～50μA直流电流表 1个电阻 660Ω 1个 2KΩ 2个 10KΩ 1个
三、实验准备
NPN管分压式偏置电路如图5-1所示。在晶体管的输出特性曲线上，直流负载线与横轴的交点为集电极电流等于零时的集－射电压Vceo=Vcc，与纵轴的交点为集－射电压等于零时的集电极电流Ico＝Vcc/(Rc+Re)。
图5-1 分压式偏置电路
放大器的静态工作点Q一般位于直流负载线的中点附近，由静态集电极电流Icq和静态集－射电压Vceq确定。当流过上偏流电阻R1和下偏流电阻R2的电流远远大于基极电流时，基极偏压Vb由R2和R1的分压比确定
Vb＝R2Vcc/(R1+R2)
发射极电流Ie可用发射极电压Ve 除以发射极电阻Re求出，而Ve=Vb－Vbe,所以
Ie=(Vb-Vbe)/Re
静态电集电极Icq近似等于发射极电流Ie Icq=Ie-Ib≈Ie
静态集－射电压Vceq可用克希霍夫电压定律计算，因此 Vcc=IcRc+Vceq+IeRe 因为Icq=Ie,所以
Vceq≈Vcc-Icq(Rc+Re)
晶体管的直流电流放大系数β可用静态集电极电流与基极电流之比来计算
β＝Icq/Ibq
四、实验步骤
1.在EWB平台上建立如图5-1所示的分压式偏置电路。单击仿真电源开关，激活电路进行动态分析。
2.记录集电极电流Icq，发射极电流Ie，基极电流Ibq，集－射电压Vceq和基极电压Vb的测量值。Ie=3.929mA Icq=3.929mA Ibq=0.022mA Vceq=9.593V Vb=3.292V
3.估算基极偏压Vb,并比较计算值与测量值。 Vb=V2*R3/R1+R3=3.33V 基本相同
4.取Vbe的近似值为0. 7V，估算发射极电流Ie和集电极电流Icq，并比较计算值和测量值。
Ie=（Vb-Vbe）/R4=4mA Icq=Ie-Ib≈Ie=4mA 基本相同
5.由Icq估算集－射电压Vceq，并比较计算值和测量值。 Icq=Ie-Ib≈Ie Vceq≈Vcc-Icq(Rc+Re)=9.36V 基本相同 6.由Icq和Ibq估算电流放大系数β。β＝Icq/Ibq=179
7.单击晶体管T，下拉电路菜单CiRcuit选择模式命令Model，选中晶体管2N3904。在出现的晶体管模式对话框中单击编辑按钮Edit，则可显示2N3904的参数表。将表中的FoRwaRd CuRRent Gain Coefficient，即β，从原来的204改为100，然后单击接受按钮Accept，以便测试晶体管参数变化对分压式电路工作点的影响。单击仿真电源开关，进行动态分析。记录集电极电流Ic,基极电流Ib,和集-射电压Vce。
8．比较Ic,Ib和Vce的新旧值，分析β值变化对静态工作点的影响。 Ic=3.888mA Ib=0.038mA Vce=9.735V β减小 Ic 减小，Ib增大，Vceq增大 9．将β值改为原来的204，单击“接受”。
五、思考与分析
1．静态工作点设在直流负载线的中点附近有何好处？ 在这个状态下，静态点的动态范围较大
2．静态工作点的估算值与测量值比较情况如何？ 基本相同
3．当晶体管的β值发生变化时，分压式偏置电路的静态工作点能稳定吗？ 不能
实验5.2 射极跟随器
一、实验目的
1．测量共极放大器(射极跟随器)基极和发射极的直流电压，并比较测量值与计算值。 2．测量射极跟随器的静态工作点在直流负载线上的位置。 3．测量射极跟随器的电压增益，并比较测量值与计算值。 4．测量射极跟随器的输入电阻，并比较测量值与计算值。 5．测量射极跟随器的输出电阻。
6．观察射极跟随起输出与输入电压波形之间的相位差。
二、实验器材
2N3904 NPN三极管 1个 10V直流电源 1个 电容器：1μF 1个，100μF 1个 示波器 1台
信号发生器 1台 数字万用表 1个 电阻：500Ω 1个，5kΩ 1个，10kΩ 1个， 20kΩ 2个，50kΩ 1个
三、实验准备
射集跟随器(共集放大电路)如图5-2所示，在三极管的输出特性中直流负载线与横轴的交点为集－射电压Vce等于Vcc，而与纵轴的交点为Vce等于零时的集电极电流
ICO?VCC RE工作点Q位于直流负载线上，由静态时的集电极电流Icq和集－射电压Vceq来确定。共集放大电路的基极偏压Vb可通过上下偏流电阻的分压比来计算。当βRE>>R1时，
Vb?发射集电流
R1VCC
R1?R2Ie?集电极电流
Vb?VbeVe ?REREIc?Ie?Ib?Ie
电压增益Av为输出电压峰值Vop与输入电压峰值Vip之比
Av?对于电压跟随器，电压增益可用下式计算
VopVip
'?1???RLAv?'rbe??1???RL
其中：等效交流负载 RL?RE//RL
三极管输入电阻 rbe?300??1???26/Ieq 电压跟随器的输入电阻
' Ri?R1//R2//rbe??1???RL'??四、实验步骤
1．在电子工作平台上建立如图5-2所示的射集跟随器实验电路，信号发生器，数字万
用表和示波器按图设置。
2．单击仿真开关运行动态分析。双击万用表图标，调出仪器虚拟面板，记录基极偏压Vbq，将万用表的测试杆移到节点Ve，测量并记录射集偏压Veq,然后将测试杆移回到节点Vb。
bq=9.34V eq=8.609V
VV
3．根据R1,R2和电压值Vcc，计算静态基极偏压Vbq。
Vb?R1VCC=20*20/(20+20)=10V
R1?R24．设Vbe=0.7V，估算静态射集偏压Veq和电流Ieq。
Veq=Vb-Vbe=9.3V Ieq=Veq/660=1.41mA
5．估算静态工作点Q，即Ibq,Icq和Vceq。
Icq=Veq/Re=1.41mA Ibq=Icq/B=0.07mA Vceq=20-Ieq*660=10.7V
6．将万用表的虚拟面板缩成图标，以免挡住示波器屏幕。单击仿真开关进行动态分析。记录峰值输入电压Vip和输出电压Vop并记录输出和输入波形之间的相位差。