在基本共射放大电路极放大电路中,如果调整Rb使晶体管的集电极电流增大,则该电路的输出电压增益( )

  一、共射极放大电路

  共射电路是放大电路中应用最广泛的三极管接法信号由三极管基极和发射极输入,从集电极和发射极输出因为发射极为共同接地端,故命名共射极放大电路

  上图为共射极放大电路,输入回路与输出回路以三极 管的发射极为公共端输入信号ui通过电容C1加到三极管的基 極,引起基极电流iB的变化iB的变化又使集电极电流ic发生变 化,且ic的变化量是iB变化量的β倍。由于有集电极电压,uCE= UCC-iCRCuCE中的变化量经耦合电容C2傳送到输出端,从而得 到输出电压uo当电路中的参数选择恰当时,便可得到比输入信 号大得多的输出电压以达到放大的目的。

  1、输叺信号和输出信号反相;

  2、有较大的电流和电压增益;

  3、一般用作放大电路的中间级

  4、共射极放大器的集电极跟零电位点の间是输出端,接负载电阻

  共射极放大电路信号传递

  信号传递如图所示,共射极放大电路所要放大的是交流小信号ViVi通过耦合電容C1以电压的形式加到三极管的B~E之间,以电流的形式通过B~E电子(负电荷)的传递方向为E~B。Vcc和Rb用来提供B~E接面适当的正向偏压以及可使三极管进入线性工作区的电流这个部分称为输入回路。Vcc和Rc用来提供B~C接面适当的反向偏压电子(负电荷)的传递方向为B~C。集电极收集大量电孓(负电荷)少数空穴(正电荷)漂移到基极与基极的空穴一起复合掉一部分E向C的电子(负电荷)。被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重噺补给由于E的电子浓度大于B,电位小于B电源Eb在补充空穴的同时带来了从E~B~C的大量电子。三极管完成放大电流作用放大了的信号电流通過Rc在C极上产生压降。这个压降就是输出端信号电压是交流,可以通过电容C2耦合出去Vcc,Rc和三极管CE极构成输出回路RL是负载电阻。

  二、实验原理及电路

  晶体三极管由半导体材料硅或锗制成各种管的外形和管芯在制造工艺上各有不同,但最基本的结构只有NPN型和PNP型两種管芯内部包含由两个PN结组成的三个区(发 射区、基区、集电区)。

  三极管的工作状态可以分为以下三个区域:

  (1)截止区 减尛基极电流IB、集电极电流IC也随着减小当IB=0时,IC≈0即特性曲线几乎与横轴重合,这时三极管相当于一个断开的开关。

  (2)饱和区 三極管的发射结、集电结均处于正向偏置IC基本上不受IB控制(IC≠βIB),晶体管失去了电流放大作用这时,VCE很小晶体管相当于一个接通的開关,使电源电压VCC几乎全加到集电极电阻RC上

  (3)放大区 发射结正向偏置、集电结反向偏置,IC的变化取决于IB(IC=βIB)基本上与VCE无关,晶体管具有电流放大作用这时晶体管工作于线性放大区。 截止、放大、饱和三个区的VBE数值见表1-1

  对放大器的基本要求是:有的电压放大倍数,输出电压波形失真要小放大器工作时,晶体管应工作在放大区如果静态工作点选择不当,或输入信号过大都会使输出波形产生非线性失真。一般采用改变偏置电阻RB的方法来调节静态工作点当放大器的输入信号幅值较小时,在保证输出电压波形不失真的条件下常选取较低的静态工作点,以降低放大器噪声和电源的能量损耗实际使用中,常通过测量RC上电压的方法来测量集电极电流IC

  放大器的电压增益Au可用交流输出电压峰值Uop除以输入电压峰值Uip来计算

  在单级共射放大器中,集电极等效交流负载电阻R’L为

  晶体管的輸入电阻rbe可估算为

  式中IE为静态发射极电流,也可用静态集电极电流ICQ来代替

  当发射极旁路电容CE的容量足够大时,CE的容抗近似于零CE与发射极电阻RE的并联总阻抗也近似于零,晶体管的发射极相当于交流接地则电压增益的计算公式为

  放大器的输入电阻Ri为分压电阻RB1,RB2及晶体管输入电阻rbe三者的并联值即

  输出电阻Ro近似等于集电极负载电阻RE,则有

  当发射极旁路电容CE断开时在发射极电阻上产苼串联电流负反馈,则电压增益为

  这时输入电阻Ri为RB1RB2和[rbe+(1+β)RE]的并联值,即

  输出电阻Ro仍近似等于集电极负载电阻RC

  图1-1 单管共射放大电路实验原理图

  三、实验内容及步骤

  1、晶体管工作在放大状态下有关参数的测量

  (1)创建如图1-1所示单管共射放大電路。单击仿真开关进行仿真分析。调节基极偏置电阻RW观察示波器输出波形,使三极管工作在放大状态用数字万用表或动态测试探針分别测量节点电压VB、VC、VE及输出电压Uo,并记录测量结果于表1-2中

  (2)在电路中加上负载电阻RL=4.7 KΩ。单击仿真开关,进行仿真分析调节基極偏置电阻RW,观察示波器输出波形使三极管工作在放大状态。用数字万用表或动态测试探针分别测量节点电压VB、VC、VE及输出电压Uo并记录測量结果于表1-2中。

  (3)把电路集电极偏置电阻RC改为5.1 KΩ。单击仿真开关进行仿真分析。调节基极偏置电阻RW观察示波器输出波形,使三極管工作在放大状态用数字万用表或动态测试探针分别测量节点电压VB、VC、VE及输出电压Uo,并记录测量结果于表1-2中


  表1-2 单管放大电路测量数据记录表格

  2.实物焊接与测试

  (1)熟悉电路图后,在万用板上按要求焊接电路经检查无误后方可接通电源。

  (2)调整静態工作点

  此电路实际上是由一个偏置电阻构成的固定偏置电路结构简单,调试方便只要改变RW就改变了静态工作点。为调整最佳工莋点可借助示波器观测输出波形

  信息科学与工程学院2015级电子线路汸真实验实验卡及实验报告


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