共发射极放大电路的设计与实验预习报告

学号 姓名 实验台号 预习日期

一、实验目的

1. 2. 3. 4. 5. 6.

学会各种测量仪器的使用方法；

掌握各种元器件的识别及其测量方法； 进一步熟悉单管低频小信号放大基本原理；

学习掌握放大器静态工作点的测量方法及电路的调整方法； 学习掌握放大电路各种交流参数的测量方法；

通过实验进一步掌握放大器静态工作点与放大器工作状态之间的关系；静态工作点对放大器交流参数的影响；

7. 通过实验进一步了大电路中各种失真的现象及产生的原因；

二、实验仪器及备用元器件

（1）实验仪器 序号 名称 型号 备注 1. 函 数信号发生器 2. 示 波器 3. 数 字万用表 4. 交 流毫伏表 5. 模 拟实验板 （2）实验备用器件

序号 名称 说明 见附件 见附件 备注 1. 三极管 2. 电阻 3. 电容 4. 2N5551；9012；9013 三、电路设计

根据给定的条件设计实验电路：

已知条件是：用NPN型三极管设计单管共发射极小信号放大电路，要满足以下主要技

术指标的要求：

 输入信号：有效值：6mV——10mV；频率：1kHz。  放大倍数：-60±5  供电电压：+12V  负载 3kΩ

 保证信号不失真放大。

1、电路形式的选择

选择图1所示电路的形式，其直流偏置电路如图2所示。

图1 常用的单管共发射极放大电路 图2 放大器的直流偏置电路

2、电路参数的计算 根据质量指标要求，Ao605，现取Ao60，若选择RC3kΩ，ii由于给定的材料中，三极管采用2N5551，故其可达到100以上，现令100，那么根据

'oRL 得到 Airbe'RL rbeA100(3k//3k)2.5kΩ

60又知 rberbb(1)26，若设rbb200，则可以得到 IEQ IEQrberbb25002000.88mA，取IEQ1mA

26(1)26100IEQ1110μA 100从而可以得到 IBQ由图2知，电路选择的是分压偏置，故应满足的条件是

(510)IBQ(硅管) I1

（1020)IBQ(锗管)因为采用硅管，现选择 I110IBQ100μA

（同时应满足 VBQ151）VCC，现取 3

2

11VBQVCC123V

44由图2知，I1VCC，于是得到

RB1RB2VCC12V120k I1100μA RB1RB2而 VBQRB2VCC 所以可以得到

RB1RB2RB1RB2120330kΩ

VCC12 RB2VBQ那么RB1120RB21203090k；将RB1、RB2取标称值得到 RB1100k为电位器、RB230k 电阻R3的选择，根据式IEQVBQVBE(on)R3ICQ 得到

R3VBQVBE(on)IEQ30.72.3kΩ 1取标称值 R32.kΩ。

又由于要保证放大器实现线性放大，所以要求VCEQ1VCC6V左右，根据式 2VCEQVCCICQ(RCR3)

知得到 VCEQVCCICQ(RCR3)121(32)7V ，基本满足要求。 根据上述计算得到的实验电路参数为图3中所示。

图3 所设计的电路

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3、电路指标的验证 （1）求Q点

VBQRB230VCC123V

RB1RB29030ICQIEQVBQVBE(on)R330.71.15mA 2.VCEQVCCICQ(RCR3)121.15(32.)6.25V

（2）计算质量指标 rberbb(1)26262001012.48k IEQ1.15'oRL100(3//3) A60

irbe2.48四、电路仿真

用Multisim仿真软件进行仿真

A、改变上偏置电阻，进行静态工作点的仿真并记录； B、改变输入信号幅值，测量输出信号的幅值并记录；

根据仿真结果选择最佳电路元器件参数，再仿真并记录仿真结果。 五、测试方法、步骤 1、根据设计电路插接元器件 （1）检查实验仪器；

（2）根据自行设计的电路图及仿真所得到的最佳电路元件参数，选择实验器件； （3）检测器件和导线；

（4）根据自行设计的电路图插接电路； 2、测试方案；

1）测量直流工作点，与仿真结果、估算结果对比；

将电路调整至满足技术指标要求，用万用表测量各极电压及集电极电流，测量结果如

表1中所示。

表1 直流工作点（估算时设100）测试条件 VCC12V

VCEQ VBEQ ICQ IBQ RB1 估算值 仿真值

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实测值 注1：RB1为上偏置电阻

注2：测量ICQ时，用万用表测发射极电阻R3两端的电压，则ICQVR3; R32）在输入端加输入信号，测量输入、输出信号的幅值并记录，计算放大倍数并与仿真结果、估算结果比较；

在负载分别为RL3k和RL1k的情况下

在放大器输入端加入有效值为10mV（幅值为Vim14mV），频率为1kHz的正弦信号，用示波器观察输出信号波形，在输出波形不失真（若失真可适当调节输入信号幅值）的情况下，测量输出信号的幅值Vom，则放大倍数为

AuVom Vim测量结果如填入表2中所示。

表2 放大倍数

RL3k 仿真值 估算值 Vi/mV Vo/mV Au 波形 实测值 Vi/mV Vo/mV Au 波形 RL1k 仿真值 估算值 实测值

3）输入电阻的测量

在放大器输入端串接电阻Rx1k，如图4所示，测量图中的Vim、Vsm，则输入电

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阻为 RiViViVRiX IiVsViVsViRX测量结果如表3中所示。

图4 测量输入电阻的电路

表3 输入电阻的测量 仿真值 估算值 实测值 Vi/mV Vs/mV Rx/k Ri/k

4）输出电阻的测量

测量放大器的空载（RL）时的输出电压Vo，有载（RL3k）时的输出电压VL，测量结果如表4所示。则放大器的输出电阻为

RoVoVoLVoVoLVo1RL

VoLILVoLRL表4 输出电阻的测量 仿真值 估算值 实测值

Vo/mV VoL/mV RL/k Ro/k

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5）静态工作点对放大器性能的影响

改变上偏置电阻RB1的大小，测量静态工作点，并观察输出波形，将结果填在表5中。

表 5 直流工作点变化对放大性能的影响 测试条件 Vi20mV（有效值）

RB1 VCQ/V VEQ/V VCEQ/V ICQ/mA 最大输出Vom/mV 仿真值 实测值 RB1____k时出现饱和失真， 波形 RB1____k时出现截止失真， 波形 仿真值 100k 60k 40k 实测值 仿真值 实测值 仿真值 实测值 仿真值 实测值 注：RB1为上偏置电阻

六、实验后的总结

（1）设计中遇到的问题及解决过程 （2）调试中遇到的问题及解决过程

（3）根据设计技术指标及实验记录总结实验体会。如：

A、偏置电阻变化对静态工作点的影响； B、静态工作点的变化对放大性能的影响； C、负载变化对放大性能的影响；

六、拓展内容

（1）设计一个满足上述指标要求的共发射极拖尾巴放大电路，重复内容五的要求； （2）设计一个满足上述指标要求的共基极放大电路，重复内容五的要求； （3）设计一个共集电极放大电路，重复内容五的要求（技术指标自拟）； 七、思考题

1、电路参数VCC、RC、RL发生变化的情况下，对输出信号的动态范围将产生何种影

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响？

2、为什么测量放大电路的放大倍数时，用晶体管毫伏表，而不用万用表？

3、测量放大器的输入电阻时，串入的电阻过大或过小都会出现测量误差，试对测量误差进行分析。

八、实验报告要求

1、画出满足设计要求的原理图； 2、写出设计步骤及结果；

3、列出元器件表，要求有编号、型号名称； 4、写出调试步骤；

5、对实验结果要有正规的记录及分析； 6、认真回答思考题；

7、写出调试中遇到的问题及解决的方法； 8、一定要有实验后的总结。

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