2．測(cè)定單級(jí)共射放大器輸入與輸出波形的相位關(guān)系。

3．測(cè)量共射放大器的輸入電阻，并比較測(cè)量值與計(jì)算值。

4．測(cè)定信號(hào)源內(nèi)阻對(duì)電壓增益的影響。

5．測(cè)量共射放大器的輸出電阻。

6．測(cè)定負(fù)載電阻對(duì)電壓增益的影響。

7．觀察耦合電容的“隔直流、通交流”作用。

8．測(cè)定無(wú)旁路電容時(shí)發(fā)射極電阻對(duì)共射放大器電壓增益的影響。

二、實(shí)驗(yàn)儀器

2N3904  NPN三極管                                 1個(gè)

電容器   1.0uF                                    2個(gè)

470uF                                             1個(gè)

20V直流電源                                       1個(gè)

雙蹤示波器                                          1臺(tái)

信號(hào)發(fā)生器                                          1臺(tái)

660Ω、1KΩ、10KΩ、200KΩ電阻                      各一個(gè)

2KΩ 電阻                                           3個(gè)

三、實(shí)驗(yàn)原理

放大器的電壓增益Av可用交流輸出電壓峰值Vop除以輸入電壓峰值Vip來(lái)計(jì)算

                       Av=Vop/Vip

晶體管的輸入電阻r_be可估算為

r_be≈300+（1+β）26/Ie

其中Ie為靜態(tài)發(fā)射極電流，也可用靜態(tài)集電極電流Icq來(lái)代替。

當(dāng)發(fā)射極旁路電容C₃的容量足夠大時(shí)， C₃的容抗近似等于零，C₃與發(fā)射極電阻Re的并聯(lián)總抗電阻也近似等于零，晶體管的發(fā)射極相當(dāng)與交流接地，則電壓增益的計(jì)算公式為

放大器的輸入電阻R_i為分壓電阻R₁、R₂ 及晶體管輸入電阻r_be三者的并聯(lián)值

                       R_i=R₁∥R₂∥r_be

輸出電阻R₀近似等于集電極負(fù)載電阻R_c

                     R₀≈Rc

當(dāng)發(fā)射極旁路電容C₃斷開(kāi)時(shí)，在發(fā)射極電阻上產(chǎn)生串聯(lián)電流負(fù)反饋，則電壓增益

當(dāng) 時(shí)，放大器的電壓放大倍數(shù)

這時(shí)輸入電阻R_i為R₁、R₂和[r_be+(1+β)]R_e]

輸出電阻R₀仍近似等與集電極負(fù)載內(nèi)阻R_c。

如果在圖1的V_i節(jié)點(diǎn)與C₁之間斷開(kāi)連線(xiàn)，加進(jìn)一個(gè)1KΩ的內(nèi)阻R,用示波器分別測(cè)量V_i和V_b電的峰值V_ip和V_bp,則輸入電阻

R_i=V_bp/I_ip

其中輸入電流峰值I_ip=(V_ip-V_bp)/R。

通過(guò)測(cè)量放大電路輸出端不接負(fù)載R_L的開(kāi)路端輸出電壓V_oc和帶負(fù)載R_L時(shí)的輸出電壓V_o，用戴維南定理便可求出電路的輸出電阻R₀,算式為

                      R₀=V_ocR_L/V_o-R_L

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.在電子工作平臺(tái)上建立如圖1所示的共射放大電路，儀器按圖設(shè)置，并可參考實(shí)驗(yàn)《NPN三極管分壓偏置電路》得出的有關(guān)數(shù)據(jù)。

2.單擊仿真電源開(kāi)關(guān)，激活電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。電路達(dá)到穩(wěn)定后，記錄輸入交流峰值電壓V_ip和輸出交流峰值電壓V_op，并記錄輸入和輸出波形之間的相位差。

圖1 共射放大器

3.由測(cè)得的輸入和輸出峰值電壓，計(jì)算放大器的電壓增益。

4.用實(shí)驗(yàn)《NPN三極管分壓偏置電路》中的β、I_e值計(jì)算晶體管輸入電阻r_be和圖1電路的電壓增益A_v。

5.在節(jié)點(diǎn)V_i和電容C₁之間加上一個(gè)1KΩ的電阻。單擊仿真電源開(kāi)關(guān)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。記錄輸入電壓峰值V_ip和輸出電壓峰值V_op,必要時(shí)可調(diào)整示波器。

6.用步驟5的電壓讀數(shù)重新計(jì)算電壓增益。

7.將接在V_i接點(diǎn)上的示波器探頭移動(dòng)到V_b節(jié)點(diǎn)上。再次運(yùn)行仿真動(dòng)態(tài)分析，并記錄峰值電壓V_bp,必要時(shí)可調(diào)整示波器。

8.用V_ip、V_bp值計(jì)算放大器的輸入電流峰值I_ip,計(jì)算輸入電阻R_i 。

9.用R₁、R₂和r_be值計(jì)算放大器的輸入電阻R_i。

10.用步驟7測(cè)出V_ip和5步驟測(cè)出的V_op計(jì)算放大器的電壓增益。

11.將節(jié)點(diǎn)V_i和電容C₁之間的1KΩ電阻撤消，連上導(dǎo)線(xiàn)，并將示波器探頭接回V_i節(jié)點(diǎn)，將負(fù)載電阻改為2KΩ。然后單擊仿真開(kāi)關(guān)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。記錄輸入電壓峰值V_op,必要時(shí)可調(diào)整示波器。

12.根據(jù)步驟11的讀數(shù)重新計(jì)算電壓增益。

13.根據(jù)步驟2的輸出電壓步驟11的輸出電壓值計(jì)算放大器的輸出電阻。

14.將R_l的電阻值改回200kΩ,并將信號(hào)發(fā)生器的幅值該為10mV。將示波器的A通道輸入改為5mV/Div、AC,B通道輸入改為5V/Div、DC.

15.單擊仿真開(kāi)關(guān)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，再記錄輸出波形的直流輸出波形的直流偏壓。將示波器的探頭的移到節(jié)點(diǎn)V₀,并記錄輸出波形的直流偏壓。

16.將示波器探頭移回節(jié)點(diǎn)V₀,并將通道B設(shè)為10mV/Div、 AC。撤消發(fā)射極旁路電容C₃,并單擊仿真開(kāi)關(guān)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，記錄輸入峰值電壓V_ip和輸出峰值電壓Vop。

17.根據(jù)步驟16的讀數(shù)，計(jì)算無(wú)發(fā)射極旁路電容時(shí)放大器的電壓增益。

五、思考與分析

1 、放大器電壓增益的測(cè)量值與步驟4中的計(jì)算值比較情況如何？
2、放大器的輸出波形與輸入波形之間的相關(guān)位關(guān)系怎樣？
3、信號(hào)源內(nèi)阻增大時(shí)對(duì)放大器的電壓增益有何影響？
4、在信號(hào)源與基極之間串聯(lián)1KΩ電阻后，輸入交流信號(hào)電壓Vi與基極交流電壓Vb之間有何關(guān)系？

5、放大器輸入電阻的測(cè)量值與計(jì)算值比較情況如何？

6、步驟10中放大器電壓增益的計(jì)算值比較情況如何？
7、負(fù)載電阻R_L的減小對(duì)放大器的電壓增益有何影響？
8、放大器的輸出電阻R₀與集電極負(fù)載電阻Rc之間有何關(guān)系？

9、斷開(kāi)發(fā)射極旁路電容對(duì)放大器的電壓增益有何影響？
10、斷開(kāi)發(fā)射極旁路電容對(duì)放大器的輸入電阻有何影響？