华中科技大学
《电子线路设计、测试与实验》实验报告
实验名称：单管放大电路的设计与实现
院（系）：
专业班级：
姓名：
学号：
时间：
地点：华中科技大学南一楼
实验成绩：
指导教师：
一、实验目的
1.掌握单管放大电路的工作原理。
2.掌握MOSFET共源放大电路以及BJT共射放大电路静态工作点的设置与调整方法。
3.了解电路参数变化对于电路静态工作点的影响。
4.学习使用PSpice或Multisim软件对模拟电子电路进行仿真分析。
5.掌握BJT单极共射放大电路主要性能指标（A v、R i、R o）的测量方法。
二、实验元器件
类型型号（参数）数量
三极管9013 1只
电位器100kΩ1只
电阻51Ω、1kΩ、100kΩ各1只；
10kΩ、10kΩ各2只；
电容10μF 2只
47μF 1只
三、实验原理及参考电路
1.参考电路
实验电路如图1所示。
该电路采用自动稳定工作点的分压式射极偏置电路，其温度稳定性好。
图1
2.静态工作点的估算与调整
静态工作点是指输入交流信号为零时三极管的基极电流IBE、集电极电流I CQ、和管压降V CEQ。
根据上图所示的直流通路可得出：
开路电压V BB = R b12V CC/（R b11+R b12）
内阻R B = R b11//R b12
则I BQ =（V BB–V BEQ）/( R B +(1+β)( R e1 +R e2)) I CQ = βI BQ
V CEQ ≈ V CC – (R C + R e1 +R e2)I CQ
当管子确定后，改变V CC、R B、R B2、R C、（或R E）中任一参数值，都会导致静态工作点的变化。
当电路参数确定后，静态工作点主要通过R P调整。
工作点偏高，输出信号易产生饱和失真；工作点偏低，输出波形易产生截止失真。
但当输入信号过大时，管子将工作在非线性区，输出波形会产生双向失真。
当输出波形不很大时，静态工作点的设置应偏低，以减小电路的表态损耗。
3.放大电路电压增益的测量
放大电路电压增益A v 是指输出电压与输入电压的有效值之比，即
A v =V o /V i。
对于该电路，放大电路的电压增益A v 为
A v= -β(R C // R L) /( r be + (1 + β)R e1)
当三极管跟负载电阻选定后，A v主要取决于静态工作点I CQ。
4.输入电阻的测量
对于上述参考电路图所示参数，放大电路输入电阻为：
R i = R b11//R b12//[r be + (1 + β)R e1]
三极管输入电阻r be 为：
r be = 300 + (1+β)CQ
测量原理为：在信号源与放大电路之间串一个已知阻值的电阻R,用万用表分别测出R 两端的电压V S，和V i，则输入电阻为：
Ri = Vi / Ii = Vi R /( V s- V i)
5.输出电阻的测量
输出电阻的测量原理为：用万用表分别测量放大器的开路电压V O和负载电阻上的电压V OL，则输出电阻R O可通过计算求得。
R O =( V O – V OL)R L /V OL
当R L = R O 时，测量误差最小。
6.幅频特性的测量
放大器的幅频特性是指放大器的增益与输入信号频率之间的关系曲线。
一般用逐点法进行测量。
在保持输入信号幅值不变的情况下，改变输入信号的频率，住店测量不同频率点的电压增益。
利用各点数据，在单对数坐标纸上描绘出幅频特性曲
线。
通常将电压增益下降到中频增益的0.707 时所以对应的频率称为该放大电路
的上限、下限截止频率，用f H 和 f L 表示，则该放大电路的通频带为：
BW = f H - f L ≈f H
四、仿真实验结果
1.静态工作点分析
2.瞬态分析
3.频域分析
4.求解输入阻抗
5.求解输出阻抗
五、硬件实验内容
1.静态工作点测量及动态调节
（1）接通电源，将电路输入端接地，测量电路的静态工作点。
（2）用万用表直流电压档，分别测量晶体管的B、E、C极对地电压V BQ、V EQ及V CQ。
（3）调节R B1，使放大器的输出v o不失真。
（4）增大输入信号（如V iPP=120mV），v o无明显失真，或者逐渐增大输入信号时，v o顶部和底部差不多同时开始畸变，说明Q点设置得比较合适。
（5）此时移去信号源，分别测量放大器的静态工作点V BQ、V EQ、V CQ，并计
算V CEQ、I CQ、I BQ、。
2.测量放大倍数
（1）在波形不失真的条件下，测出V i (有效值)或V im(峰值)或V p－p(峰-峰值)和V o(有效值)或V om(峰值)或V p－p(峰-峰值) ，则：
3.测量通频带BW
放大器的频率特性如图所示，采用“逐点法”测量放大器的幅频特性曲线。
(1)记录f＝1KHz时的Avo 。
(2).减小f，直到Avl＝0.707*Avo，记录f(l)。
(3).增大f，直到Avh＝0.707*Avo，记录f(h)。
（调整f时，一定要用示波器监视Vi的幅值，保证幅值不变）
(4)通频带Bw＝f(h)-f(l)。
4.测量输入电阻
在输出波形不失真的情况下进行测量。
V o为放大器负载开路时的输出电压的值；V oL为接入RL后放大器负载上的电压的值，则
5.测量输出电阻
在输出波形不失真的情况下进行测量。
V o为放大器负载开路时的输出电压的值；V oL为接入R L后放大器负载上的电压的值，则
六、实验结果及分析
1.静态工作点测量及动态调节
V BQ=1.92V；V EQ=1.21V；V CQ=6.32V；V CEQ=5.11V，此时说明晶体管基本工作在线性放大状态。
但Q点不一定是最佳的，还要进行动态波形观测。
进行动态调节，调节到最大无失真后：V BQ=2.14V；V EQ=1.43V；V CQ=5.26V；V CEQ=3.83V，此时晶体管基本工作在线性放大状态，Q点是最佳的。
2.测量放大倍数
V IP-P=152mV，V OP-P=4.92V。
所以A V= V OP-P/ V IP-P=32.37。
通带增益仿真结果为30.793dB，大约等于34.64倍，相对误差为-6.5%，相对误差较小，结果合理。
3.测量通频带BW
f L=52.730Hz，f H=519.92kHz。
所以BW = f H- f L=519.87kHz。
仿真结果为f L=50.048Hz，f H=14.036MHz。
f L实际与仿真结果大致相等，f H实际与仿真结果相差较大，分析原因是仿真用的三极管比较理想，上限截止频率大于实际三极管。
4.测量输入电阻
测量时选取的R=5.01k，V S=156mV，V i=70mV。
根据公式算出输入电阻R i=4.08k。
通带内输入电阻仿真结果为4.9706k，实际结果与仿真结果比较接近，结果合理。
5.测量输出电阻
R L=4.97k，V O=4.48V，V OL=2.32V，根据公式算出输入电阻R o=4.63k。
通带内输出电阻仿真结果为4.9705k，实际结果与仿真结果比较接近，结果合理。