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1、实验三电子实做实验电子电路开放实验 实验三 射极跟随器实验 1. 实验目的 熟悉射极跟随器的工程估算，掌握射极跟随器静态工作点的调整与测试方法。 熟悉电路参数变化对静态工作点的影响；熟悉静态工作点对放大器性能的影响。 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及频率特性的测试方法。 了解自举电路在提高射极跟随器的输入电阻中的作用。 2. 实验仪表及器材 双踪示波器 双路直流稳压电源 函数信号发生器 数字万用表 双路晶体管毫伏表 3. 实验电路图 图1-1 射极跟随器 4. 知识准备 复习共集电极放大器的相关理论知识。 根据理论知识对实验电路的静态工作点、电压增益、输入电阻、输出电阻进行工程估算
2、。 5. 实验原理 基本原理 共集放大器又称射极输出器，它的输出信号取自于发射极，其电压放大倍数小于且接近于1，- 1 - 电子电路开放实验 输入信号与输出信号是同相的，即输出信号基本上是随输入信号变化而变化，因此它又称为射极跟随器。由于射极跟随器的输入电阻高，向信号源索取的电流小；输出电阻小，有较强的带负载能力；因此它可以作为信号源或低阻负载的缓冲级，也可以在多级放大电路中作为输入级，以提高输入电阻，向信号源索取较小的电流，保证放大精度；同时也可以作为多级放大电路的输出级，用以增大带负载的能力。但由于基极偏置电阻的存在使输入电阻降低，从而发挥不出输入电阻高的优点；通常采用自举电路来起到大大提
3、高输入电阻的作用；在使用射极跟随器的时候，要注意最大不失真输出电压的幅度，即跟踪范围。为了尽可能增大跟踪范围，应当把静态工作点安排在交流负载线的中点。 静态工作点的调整 实验电路通过调节电位器Rp来调节静态工作点。 静态工作点的测量 放大器的静态工作点是指当放大器的输入端短路时，流过三极管的直流电流ICQ、IEQ及三极管极间直流电压VCEQ、VBEQ 。 静态工作点的测量就是测出三极管各电极对地直流电压VBQ、VEQ、VCQ ，从而计算得到VCEQ和VBEQ 。而测量直流电流时，通常采用间接测量法测量，即通过直流电压来换算得到直流电流；这样即可以避免更动电路，同时操作也简单。 VCEQ=VCQ
4、-VEQ VBEQ=VBQ-VEQ IEQ=VEQRe ICQ=(VCC-VCQ)RC 电压放大倍数的测量 电压放大倍数Au是指输出电压Uo与输入电压Ui之比，即Au=Uo/Ui。 测量电压放大倍数时需用示波器观察输出波形；在输出波形不失真的条件下，给定输入信号值，测量相应的输出信号值，则： UoUopUoppAu= UiUipUipp 输入电阻的测量 输入电阻是指输入信号的电压与电流之比，即Ri=Ui/Ii。 由于实验电路的输入电阻较大，测量仪表的内阻引入则产生的分流作用不能忽略；所以采用图1-2所示的测试方法。 当开关K合上时，测量输出电压为U01，并且U01 = AuUs 当开关K打开时
5、，测量输出电压为U02，并且U02 = AuUi 所以有： Ri=U02UiUi=R Ii(US-Ui)RU01-U02可以证明，只有在U01-U02=U01时测量误差最小；同电阻R的准确度直接影响测量的准确度，电阻R不宜取得过大，否则易引入干扰；也不宜取得过小，否则易引起较大的测量误差。- 2 - 12电子电路开放实验 因此，电阻R应选择精密的电阻，同时选取R和Ri一个数量级，且RRi，以减小测量误差。 图1-2 输入电阻测量原理图 图1-3 输出电阻测量原理图 输出电阻的测量 输出电阻的大小表示带负载的能力；输出电阻越小，带负载的能力越强。 输出电阻的测量采用图1-3所示的测试方法。 开关
6、K打开时测出Uo，开关K闭合时测出UoL，测输出电阻为： Ro=Uo-UoLUo-UoL=RL UoLRLUoL可以证明，只有在Uo-UoL=Uo时测量误差最小；同时电阻RL的准确度直接影响测量的准确度，因此电阻RL应选择精密的电阻，同时选取RL和Ro一个数量级，且RLRo，以减小测量误差。 6. 实验内容及步骤 电路搭接 按图1-1搭接电路；注意三极管的管脚、电解电容的极性和电位器的正确接法。检查无误后方可通电。 电路最大不失真状态的调整与测试 将直流稳压电源调至9V，正确接入实验电路。输入正弦信号，用示波器观察输出Uo波形。逐渐增加Ui的幅度，输出波形会出现饱和失真。调整电位器Rp，直至输
7、入信号略有增加时，输出波形正负半周同时出现失真，说明三极管的静态工作点已被调在交流负载线的中点，电路最大不失真输出状态已调好，记录此时的最大输入电压Ui及最大输出电Uo压于表1-4中。 保持电路最大不失真输出状态不变，撤去输入信号，测量三极管的VBQ、VEQ、VCQ及电位器的值Rp，将测试值记录于表1-1中，计算相关数据。 12表1-1 测试静态工作点 测试数据 测试条件 Rp(K) VCC(V) VBQ(V) VCQ(V) VEQ(V) - 3 - VBEQ(V) 计算数据 VCEQ(V) IEQ(mA) 电子电路开放实验 最大不失真输出状态 测试电压放大倍数及输入电阻 保持电路最大不失真输
8、出状态不变，输入正弦信号，在输出波形不失真的情况下，测量输出电压Uo1 ；然后在信号源和输入端之间串接一个R =39K的电阻，保持Us =300mV不变，测量输出电压Uo2；将测试值记录于表1-2中；计算相关数据；观察并记录输入信号与输出信号的相位关系，绘制相应波形；完成测试后恢复电路。 表1-2 测试电压放大倍数及输入电阻 测试条件 测试数据 R(K) 0 39 f(KHz) Ui(mV) Uo1(mV) Uo2(mV) 计算数据 Au Ri 最大不失真输出状态 测试输出电阻 保持电路最大不失真输出状态不变，输入正弦信号，在输出波形不失真的情况下，测量空载时的输出电压Uo及有载时的输出电压U
9、oL，将测试值记录于表1-3中；计算输出电阻Ro；完成测试后恢复电路。 表1-3 测试输出电阻 测试条件 测试数据 RL() 22 f(KHz) Ui(mV) Uo(mV) 计算数据 Ro(K) 最大不失真输出状态 - 4 - 电子电路开放实验 测试静态工作点的改变对最大动态范围的影响 输入正弦信号；调节电位器Rp，使IEQ改变为不同值时，测量对应的最大动态范围，将测试数据记录于表1-4中。 表1-4 测试最大动态范围 测试条件 测试数据 UEQ(V) 最大不失真输出状态 IEQ(mA) 最大输入电压Ui(mV) 最大输出电压Uo(mV） 7. 实验报告要求 整理实验数据，填入相关表格；绘制相应波形。 将测试数据与估算值相比较，分析误差产生的原因。 总结射极跟随器的特点。 根据测试数据，总结静态工作点对最大动态范围的影响。 8. 思考与分析 如何提高射极跟随器的输入电阻？ 分析实验电路中基极偏置电阻对输入电阻的影响？ 分析图1-4所示电路的作用。 - 5 - 图1-4
