模拟电子技术实验讲义(3)

（4）放大倍数的测量，测量电路如图2-11所示。

图2-11 放大器放大倍数测试连线图

在电路输入端接入f＝1kHz，Us＝8mV（有效值）的正弦信号，在输出端负载RL上用示波器监视输出波形，在波形无明显失真时，用晶体管毫伏表测量放大器的输出电压值UoL，计算AuL?uoL。 ui（5）输人电阻的测量

输人回路中串人一个与输入电阻Ri阻值相近的电阻R，本实验采用的串联电阻为1kΩ。用晶体管毫伏表测试Us、Ui的值，即可求得

Ri?UiR

Us?Ui（6）输出电阻的测量

将放大器输出端与负载电阻RL断开，用晶体管毫伏表测出开路电压Uo值，然后接上负载电阻RL，测得输出电压UoL值，即可求得

?Uo??Ro???1?U?RL

?oL?（7）放大器频率特性的测量

采用逐点进行测量，测试时要保持输人信号的幅度固定为Us＝8mV不变，改变输入信号的频率后，要用毫伏表在输出端测量相应的输出电压UoL，同时用示波器监视输出信号的波形不产生失真。将上述测量结果记入表2－2。

输入信号频率f（kHz） 0.1 0.2 0.5 0.8 1 10 50 100 150 200 250 300 350 400 450 输入电压 Ui（mV） 输出电压 UoL（mV） 放大倍数 表2－2

2.放大器的设计

（1）设计要求

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Au＝40，Ri＝3kΩ，Ro＝100Ω，Vopp＝6V，fL＝100Hz；Rs＝50Ω, RL=1kΩ；Ec＝12Vβ≥60，rbb?＝100Ω，Vces ＝1V。根据放大器的指标要求，确定图2－10中的所有电阻、电容的设计数值。

（2）仿真

通过软件模拟仿真，修改电阻、电容的设计数值，以满足放大器设计指标的要求。 ① 瞬态分析

记录静态工作点数值；观察输出波形失真情况，测量不失真输出波形；改变输出负载电阻的大小，观察放大器输出波形幅度变化情况。 ② 交流分析

测量带宽、增益、输入电阻和输出电阻。

（3）安装设计好的电路，调整工作点使其能稳定工作，然后，测试带宽、增益、输入电阻和输出电阻等参数的值，使其达到设计要求。

五、思考题

1 实验电路的参数Re、RL及VCC变化，对输出信号的动态范围有何影响？如果输人信号加大，输出信号的波形将产生什么失真？

2 本实验在测量放大器放大倍数时，使用晶体管毫伏表，而不用万用表，为什么？ 3 测一个放大器的输人电阻时，若选取的串人电阻过大或过小，则会出现测试误差，请分析测试误差。

4 在示波器屏幕上显示NPN型和PNP型两种晶体管输出信号波形，两种晶体管的饱和失真波形有什么区别？为什么？

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实验三 场效应管放大电路

一、实验目的

（l）掌握场效应管放大器的性能和特点。 （2）熟悉恒流源负载放大器的工作原理。 （3）进一步热悉放大器动态参数的测试方法。

二、实验原理

1．放大器的静态工作点

场效应管是一种电压控制型器件，按结构可分为绝缘栅型和结型两大类型。由于场效应管栅源间处于绝缘或反向偏置，所以输入电阻很高（一般在百兆欧以上）。又由于场效应管是一种单极型器件，因此具有稳定性好、抗辐射能力强、噪声系数小等特点。并且制造简单，便于大规模集成，应用较为广泛。

图3－1 场效应管实验电路图

实验电路如图3－1所示，场效应管采用3DJ6G型号，电路为自给偏压共源放大器，自给偏压的大小为

UGS??ID?RW1

调节源极电阻Rw1的大小，可以调节放大器的静态工作点。为保证场效应管工作在恒流区，要求

UDS?UP?UGS

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放大器的电压增益为

AV??gmRL

式中gm为场效应管的跨导

gm??RL为等效负载电阻

2IDSSUP?UCS??1?UP???? ?RL?RD∥rDS∥RL

放大器的输入电阻约等于栅极电阻，即

Ri?Rg

输出电阻为

RO?RD∥rDS

式中rDS为场效应管的输出电阻，约为几十kΩ至几百kΩ之间。

结型场效应管放大器的增益较低，提高增益的有效途径式采用恒流源负载。这种电路是利用场效应管在恒流区动态电阻rDS较大这一特性。恒流源负载电路如图3－2所示，通过调节电位器Rw1、Rw2，可以改变两管的栅源电压UGS、漏源电压UDS，以保证两管均工作于恒流区。这种电路合适于负载电阻较大的情况。

图3－2恒流源负载FET放大器

三、实验仪器及设备

（1）低频信号发生器 1台 （2）晶体管毫伏表 1台 （3）双踪示波器 1台 （4）双路稳压电源 1台 （5）数字式万用表 l块

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（6）微型计算机系统 1套

四、实验内容及步骤

1 调试测量静态工作点

按图3－1所示接好电路，调节源极电位器Rw1，使得IDQ＝2mA，测量漏源电压UDS与栅源电压UGS，检查是否工作于恒流区。

2 测量电压增益和输出电阻

输入交流信号?＝1kHz, Ui＝50～100mV，观察输出波形。在不失真的条件下测量输入电压Ui，空载输出电压Uo，有载输出电压UL。计算出电压增益Ao、AL和输出电阻Ro。

3 测量输入电阻并研究毫伏表内阻对测量结果的影响

（1）采用测输出电压的办法（间接测量法）测量输入电阻。在放大器的输入端串接电阻RS＝510kΩ，电路如图3－1所示。从A端输入信号，测得放大器的输入电压为UL。改

'变信号的大小，从B端输入，测得输出电压为UL，则放大器的输入电阻为

'ULRi?RS 'UL?UL（2）采用测量输入电压的办法（直接测量法）测量输入电阻，在图3－1中，从B －B′端输入信号，测出信号源输出电压US和放大器的输入电压Ui，则放大器的内阻为，

Ri?

4 测量放大器的通频带

UiRS

Us?UiBW?fH?fL

五、思考题

1 测量栅源电压UGS时，能否把万用表的两表笔并接在G、S两级上？为什么？

2 场效应管放大器的输入耦合电容为什么比晶体管电路小的多？它的数值怎样确定？

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