东南大学电工电子实验中心
课程名称： 实 验 报 告
电子电路实践
第 三 次实验
实验三 电压放大电路设计
一、实验目的
1. 掌握单级放大电路的设计、工程估算、安装和调试；
2. 了解三极管各项基本器件参数、工作点、偏置电路、输入阻抗、输出阻抗、增益、幅频
特性等的基本概念以及测量方法； 3. 了解负反馈对放大电路特性的影响。
4. 掌握多级放大电路的设计、工程估算、安装和调试；
5. 掌握基本的模拟电路的故障检查和排除方法，深化示波器、稳压电源 、交流毫伏表、
函数发生器的使用技能训练。
二、预习思考：
1. 器件资料：
上网查询本实验所用的三极管9013的数据手册，画出三极管封装示意图，标出每个管脚的名称，将相关参数值填入下表：
9013三极管封装示意图：
参数符号 VCBO VCEO VEBO IC IE hFE VCE(sat) VBE 参数值 V(BR)CBO=Min 45V V(BR)CEO=Min 25V V(BR)EBO=Min 5V ICBO=0.1uA ICEO=0.1uA 参数意义及设计时应该如何考虑 超过这个电压三极管就可能被击穿。在设计时需保证UCB，UCE，UEB在以上参数范围内以保证三极管正常工作。 直流截止电流ICBO 直流截止电流ICEO 直流电流增益 集电极-发射极饱和压降 基极-发射极正向电压 64~300 Max 0.6V Max 1.4V 2. 偏置电路：
图3-3中偏置电路的名称是什么？简单解释是如何自动调节晶体管的电流IC以实现稳定直流工作点的作用的，如果R1、R2取得过大能否再起到稳定直流工作点的作用，为什么？
答：分压式偏置电路。三极管的工作会受到温度的影响发生温漂，使工作点改变。分压式偏置电路利用R1和R2构成的分压器给三极管基极b提供电位UBQ，如果满足电流
I1??IBQ的条件，基极电位UBQ可近似为UBQ?R2R1?R2?VCC。当温度上升的时候，
ICQ(IEQ)增大，RE上压降增大。又因为UBQ一定，所以UBE下降，IBQ减小，从而使ICQ减小。通过这样的自动调节使ICQ恒定。如果R1、R2取得过大不能起到作用，因为稳压式偏置电路的条件是I1??IBQ，R1和R2过大时此条件不能满足。基极电流必须加以考虑。 3. 电压增益：
(I) 对于一个低频电压放大器，一般希望电压增益足够大，根据您所学的理论知识，分
析有哪些方法可以提高电压增益，分析这些方法各自优缺点，总结出最佳实现方案。 答：1）共射组态：Au???RC//RLrbe。所以可以通过增大RC来增大电压增益。
优点：放大倍数较大，输出阻抗大。缺点：高频特性不好。 2）共基组态：Au??RC//RLrbe。所以同样可以通过增大RC来增大电压增益。
优点：放大倍数较大，输出阻抗大。缺点：输入阻抗较小。
3）多级级联的放大器：利用共射、共基和共集三种组态的组合，将放大倍数增大。 优点：放大倍数较大。用集电极做输出级，输出阻抗较小，接负载能力强。利用共基组态输入阻抗较小的特点，提高共射组态的高频特性。
(II) 实验中测量电压增益的时候用到交流毫伏表，试问能否用万用表或示波器，为什
么？
答：不能。因为是小信号放大器，所测的信号幅度都很小，而万用表和示波器测量时本身的信号干扰等误差是不可避免的，会导致信号有很大毛刺。若是实验中用示波器测量，选择平均值方式可以使示波器图形较为清楚，当然误差较大，需要注意。
4. 输入阻抗：
1) 放大器的输入电阻Ri反映了放大器本身消耗输人信号源功率的大小，设信号源内
阻为RS，试画出图3-3中放大电路的输入等效电路图，通过连线回答下面的问题，
并做简单解释： Ri = RS
Ri << RS
Ri >> RS
USRi?Rs
2放大器从信号源获取较大电压 放大器从信号源吸取较大电流 放大器从信号源获取最大功率
)Ri，得此时Pmax=答：当Ri=Rs，由P?(US24RS。
当Ri 当Ri>Rs，输入阻抗较大，由U?Ri?RsRi，此时分得电压较大。 2) 图3-1是实际工程中测量放大器输入阻抗的原理图，试根据该图简单分析为什么串接电阻RS的取值不能太大也不能太小。 图3-1 放大器输入阻抗测量原理图 1) 答：因为必要保证放大器处于放大区，Ui不能太小，因而Rs不能太大。而放大器 输入电流Ii也不能太大，所以Rs不能太小。总的要求Rs的取值不能太大也不能太小。 2) 对于小信号放大器来说一般希望输入阻抗足够高，根据您所学的理论知识，分析 有哪些方法可以提高图3-3中放大电路的输入阻抗。 答：1、分压式共射放大电路中：Ri=R1||R2||rbe，在保证电阻中电流大于基极电流的前提下，可以通过增大R1,R2来提高电路的输入阻抗。 2、可以在信号源和输入级直接增加一个运放构成的跟随器来增大输入阻抗。 5. 输出阻抗： 1) 放大器输出电阻RO的大小反映了它带负载的能力，试分析图3-3中放大电路的输 出阻抗受那些参数的影响，设负载为RL，画出输出等效电路图，通过连线回答下面的问题，并做简单解释。 RO = RL RO << RL RO >> RL 负载从放大器获取较大电压 负载从放大器吸取较大电流 负载从放大器获取最大功率 UORo?RL)RL，得此时Pmax=2答：原理同输入阻抗分析。当Ro=RL，由P?(UORo?RLUo24RL。 当Ro?RL，输入阻抗很小，I?，此时电流较大。 当Ro>RL，输入阻抗较大，由U?UORo?RLRL，此时分得电压较大。 2) 图3-2是实际工程中测量放大器输出阻抗的原理图，试根据该图简单分析为什么电 阻RL的取值不能太大也不能太小。 图3-2 放大器输出阻抗测量原理图 答：要保证Io?Uo'/?Ro?RL?，Io?Uo'/?Ro?RL?都不太小，就必须保证RL适中。若RL过小则UO会很小，若RL过大则导致Io较小。 3) 对于小信号电压放大器来说一般希望输出阻抗足够小，根据您所学的理论知识，分析有哪些方法可以减小图3-3中放大电路的输出阻抗。 答：在多级放大器中用集电极做输出级，减小输出阻抗，提高负载能力强。 6. 计算图3-3中各元件参数的理论值，其中 已知：VCC=12V，Ui=5mV，RL=3KΩ，RS=1KΩ， T为9013 指标要求：Au>50，Ri>1 KΩ，RO<3KΩ，fL<100Hz，fH>100kHz（建议IC取2mA） 用Multisim软件对电路进行仿真实验，仿真结果填写在预习报告中。 1) 仿真原理图 VCC12VR7+100kΩ30%1.959mKey=A-AXSC2TektronixU1DC 1e-009OhmU2+-VPG1234T+3.176-VU3DC 10MOhmC147μFR310kΩR12.6kΩC2Q147μF4.340DC 10MOhmR51kΩV17mVrms 1kHz 0° SXT2907AR415kΩR21.3kΩC3100μFR63kΩ 2) 参数选择计算 实验前取??100，只要实际值大于100，参数选择就符合实际要求。