东南大学电工电子实验中心
实 验 报 告
课程名称： 电子电路基础
第 三 次实验
实验名称： 单级电压放大电路设计 院 （系）： 吴健雄 专 业： 电类 姓 名： 学 号： 实 验 室: 实验组别： 同组人员： 实验时间： 2011 年 5 月5 日 评定成绩： 审阅教师：
实验三 单级电压放大电路设计
一、基本信息
实验时数： 时间要求： 教 材： 实验检查：
6学时 第10～11周完成，第11周内交实验报告 《电子线路实践》Page 1～6 带班教师检查
二、学习目标：
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。
三、设计提示：
图3-1 射级偏置电路
1、 对于图3-1中的偏置电路，只有R2支路中的电流I1>>IBQ时，才能保证UBQ恒定实现自
动稳定工作点的作用，所以工程中一般取：I1?(5~10)IBQ（硅管）
。 I1?(10~20)IBQ（锗管）
2、 为了提高电路的稳定性，一般要求UBQ>>UBE，工程中一般取UBQ=(5~10)UBE，即UBQ=(3～
5)V（硅管），UBQ=(1～3)V（锗管）。 3、 电路的静态工作点电流 ICQ?UBQ?UBERE，由于是小信号放大，所以ICQ一般取
0.5~2mA。
4、 ICQ确定后通过以下公式可计算R1和R2的值：
R2?UBQI1?UBQ?5~10?IBQ?5~10?ICQ'??RL???UBQ， R1?VCC?UBQI1??VCC?UBQ?R2UBQ。
5、 交流电压放大倍数Au??rbe''??RL??RL。 ????26mVrb??1???re300??1???ICQ6、 交流输入阻抗Ri?rbe//R1//R2?rbe?rb?(1??)re?300?(1??)7、 交流输出阻抗RO?ro//RC?RC。
26mV。 ICQ8、 电路频率特性的下限频率值主要受C1，C2和CE影响，其关系分别为：
fL??3~10?fL??1~3?11，fL??3~10?，
2???RS?rbe??C12???RC?RL??C21。
RS?rbe2??(RE//)?CE1??9、 幅频特性曲线、上限频率、下限频率、截止频率中心频率、带宽的测量方法：
AV10.707AV10.707AV10.707AV10.707fL
(a)单级放大器放大特性
fH
(b)低通特性
f0ff0
(c)高通特性
ffLf0fH
(d)带
f通特性
图3-2 幅频特性示意图
幅频特性反应了电路增益和频率之间的关系，图3-2列出了常见的幅频特性类型。 (a)和(d)中的fL表示下限频率，fH表示上限频率，带宽BW=fH-fL，(d)中的f0表示中心频率；(b)和(c)中的 f0表示截止频率。在实验中可采用“逐点法”测量不同频率时的电压放大倍数Au来测量幅频特性。测量时，保持输入信号幅度不变，改变输入信号频率，每改变一次信号频率，用交流毫伏表或示波器测量一个输出电压值，计算其增益，然后将测试数据列表、整理并在坐标纸上将其连接成曲线。由于函数发生器的输出信号幅度在不同频率时可能会有变化，因此每改变一次频率都要用交流毫伏表或示波器测量输入信号的幅度，一定要保证输入
信号的幅度不改变。
为了更快更准确的测量幅频特性，必须根据不同幅频特性类型，选择不同的测量技巧。对于(a)可先测出中频区的输出电压值，然后调高或调低频率使输出电压降到中频电压值的0.707倍，从而找到fL和fH，然后在fL和fH之间和左右找3至5个点进行测量，即可较准确的绘制曲线。(b)和(c)也可参考这种方式来测量。对于(d)可从较低的频率值逐步增加频率，用交流毫伏表或示波器测量输出信号，刚开始输出信号幅度随着频率的增加而增加，当增加到某一个频率时，输出信号幅度随着频率的增加开始减小，则该频率为中心频率，记下该频率对应的幅度，然后调高或调低频率使输出电压降到中心频率电压的0.707倍，从而找到fL和fH。
四、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：
参数符号 VCBO 参数值 <40v 参数意义及设计时应该如何考虑 发射极开路时，集电极‐基极的之间的反向击穿 电压，是集电结所允许加的最高反向电压 VCEO <30v 基极开路时，集电极‐发射极之间的反向击穿电 压，此时集电结承受反向电压 VEBO <5v 集电极开路时，发射极‐基极之间的反向电压， 是发射结所允许加的最高反向电压 IC IE hFE VCE(sat) <500mA <‐500mA 96~246 最大集电极电流，使 β 值明显减小的 IC为 ICM 最大发射极电流，使 β 值明显减小的 IE为 IE 直流增益,共射直流电流系数 ≈ IC/ IB 集电极‐发射极饱和电压 基极‐发射极电压 晶体管频率,特征频率，使 β 值下降到 1 的信号 0.1(T)<0.25(MAX)V VBE fT 0.8(T)<1(MAX)V >140(MIN)MHZ 频率称为特征频率 2、 偏置电路：
图3-1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：
共发射集偏置电路。
利用 R R1,2构成的分压器给三极管基极 b 提供电位UB,基极电位UB可近似求得为
UB?R2*VCC。
R2?R1当环境温度升高时，ICQ增加，电阻 RE上的压降增大，由于基极电位UB固定，加到发射结上的电压减小，IBQ减小，从而使 ICQ减小，通过这样的自动调节过程使 ICQ恒定，即实现了稳定直流工作点的作用。
如果 R1、R2取得过大，则 I1减小，不能满足 R1、R2支路中的电流IBQ的条件，使得VBQ在温度变化时无法保持不变，无法起到稳定直流工作点的作用。
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：AU?U0?(RC//RL)?(RC//RL)????
26mvUirberb?(1??)ICQ提高增益的方法有：
1）增大集电极电阻RC和负载RL。缺点：RC太大，受VCC的限制，会使电路不能正常工作。
2）Q点适当选高，即增大ICQ。缺点：电路耗电大、噪声大。
3）选用多级放大电路级联形式来获取足够大的电压增益。缺点：电路较复杂，输出信号易产生自激，需采取措施消除。
(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：在频率低于 100KHZ 时万用表的交流档和交流毫伏表都可以比较精确地测量交流电压，当频率大于 100KHZ 小于 1MHZ 时，万用表的测量精度下降，只能采用交流毫伏表测量，对于更高频率的信号，必须选择高频毫伏表测量。而示波器测量的电压精度一般比毫伏表低一个数量级,无法在需要精确测量电压值时的时候使用。
4、 输入阻抗：
(I) 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3-1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 放大器从信号源获取较大电压
Ri << RS 放大器从信号源吸取较大电流 Ri >> RS 放大器从信号源获取最大功率
答：等效电路图如下所示：