在电子工程领域中,晶体管作为基本的电子元件,在放大电路的设计中扮演着至关重要的角色。本文以晶体管共射极单管放大器实验为背景,深入探讨了共射极放大器的基本工作原理、实验步骤和测量方法,以及如何通过实验来理解和掌握放大电路的工作特性。
共射极单管放大器作为一种基本的放大电路配置,其设计和实现对于电子技术学习者来说是基础中的基础。共射极放大器将输入信号施加在晶体管的基极与射极之间,输出信号从集电极取得。共射极配置的特点是电流增益大、输入阻抗低而输出阻抗高。这种特性使得共射极放大器在实际应用中有着广泛的应用。
在实验的过程中,我们首先需要掌握如何测量晶体管共射极放大器的静态工作点。静态工作点是晶体管放大器正常工作时,基极、集电极和射极的直流电压与电流状态。正确的静态工作点是放大器能够稳定工作且输出信号不失真的前提。测量静态工作点涉及对集电极电流CI以及各电极对地的电位BV、CV和EV的测量。利用数字式万用表可以准确地获取这些电压与电流值,并记录在数据表一中。通过这些测量,我们可以判断晶体管放大器是否处于预期的工作状态。
接下来是测量电压放大倍数,它直接关系到放大器的放大能力。电压放大倍数是指输入电压与输出电压的比值,这一参数反映了放大器对信号的放大能力。在本实验中,我们通过测量放大器的输入电压有效值与输出电压有效值,来计算出交流电压放大倍数VA。通过这种方式,我们可以了解在交流信号的作用下,放大器的放大能力如何,以及是否有信号失真产生。
此外,静态工作点的稳定性对放大电路的动态特性也有着显著的影响。在实验中,我们会对电路的静态工作点进行调试,通过调整电路参数CCV、CR、B1R、B2R和ER,获得一个合适的静态工作点。只有这样,放大器才能在不失真的情况下,稳定地放大交流信号。
实验内容还涉及到动态失真的测试。动态失真通常由于放大器工作点设置不当或输入信号过强而产生,会导致输出信号与输入信号相比发生畸变。为了观察和记录动态失真的情况,我们需要测量VE、VC和VCE,并利用数字存储示波器观察波形变化,记录数据表三中。
实验结果的分析是实验的关键步骤之一。通过收集的实验数据,我们能够计算出交流电压放大倍数VA和静态工作点的电压值。通过示波器观察到的波形,可以直观地了解到放大器在交流信号作用下的表现,包括是否存在失真等问题。通过对比实验前后的数据,我们可以对实验结果进行评估,检验是否达到了实验目的。
最终的结论是,本次实验成功地完成了晶体管共射极单管放大器的静态工作点的测量、交流放大倍数的测量和电压放大倍数的测量。在实验过程中,我们不仅掌握了如何测量这些关键参数,而且深刻理解了静态工作点对放大器动态特性的影响。通过亲自操作和观察,我们熟悉了模拟电子技术实验箱、信号源、数字式万用表和数字存储示波器等常用电子仪器的使用,为进一步学习和应用电子技术打下了坚实的基础。通过本实验,我们不仅加深了对晶体管放大原理的理解,而且通过实践操作,加强了动手能力和解决实际问题的能力。