淺析對單管交流放大電路性能的影響因素

王會云

(唐山學院工程訓練中心，河北 唐山 063000)

0 引言

隨著電子技術的飛速發展，放大電路的應用越來越廣泛。單管放大電路是模擬電路實驗中的一個基本入門實驗，學生在學習單管放大電路理論知識時一般都認為難于理解。為了便于學生更好地學習理論知識和提高動手能力，學生做單管放大電路實驗是非常必要的。學生通過正確使用儀器連接電路，可以進行模擬電路靜態和動態參數的測量，具體分析單管放大電路性能的影響因素。學生通過實驗不僅能夠鞏固所學理論知識，為后續理論知識奠定扎實基礎，還培養了學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。

1 單管放大電路實驗電路

實驗電路是由三極管、電阻、電容等元件組成的共發射極單管交流放大實驗電路，電源電壓Ec為+12 V，單管放大交流電路圖如圖1所示。通過實驗教學，可以使學生進一步鞏固和加深理解理論知識、提高實際問題的解決能力，學生清晰地知道了單管交流放大電路性能的影響因素，這些因素的變化是如何影響靜態工作點、電壓放大倍數及輸出波形的。

圖1 單管交流放大電路圖

電路參數：Ec=12 V Rp=1 M Rb1=100 K Rb=Rp+Pb1Rc1=2 K Rc2=1 K Rc=Rc1+Rc2RL=2.7 K C1=C2=10 uF V:3DG或9013

2 靜態分析

2.1 調節靜態工作點

單管交流放大電路連接圖如圖2所示，撥動開關使Rc=2 K，RL=∞即S1板向右方，S2板向下方。然后調節Rp為合適值，即Uc=5 V；用萬用表測量靜態工作點，分別測出Uc、UB。

靜態工作點是否合適，對放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如果靜態工作點偏高，放大器在加入交流信號以后容易產生飽和失真，此時Uo的負半周將被削底，如果工作點偏低，容易產生截止失真，即Uo的正半周將被縮頂，這些情況都不符合不失真放大的要求，所以在選定工作點以后還必須進行動態測試，即在放大器的輸入端加入5 mV的電壓，檢查輸出電壓Uo的大小和波形是否滿足要求。如果不滿足，通過調節電位器的值，改變靜態工作點，觀察輸出波形的失真。

2.2 測量輸出電壓放大倍數

2.3 靜態工作點對波形失真的影響

保證靜態工作點合適，使三極管基極與發射極之間正向偏置、基極與與集電極之間反向偏置，則輸出電壓會正常放大。通過調節可調電阻Rp，使電路的靜態工作點設置不合適而使三極管工作在飽和區或截止區，則電路輸出信號波形明顯失真。

圖2 用儀器測量單管交流放大電路實際連接圖

3 動態分析

集電極電阻RC、負載電阻RL和三極管電流放大系數β因素的變化對靜態工作點、電壓放大倍數及輸出波形的影響，單管交流放大電路連接圖都是如圖2所示，開關改變，示波器測得的波形圖和數字毫伏表測得的數值不同。

1)調節Rp為合適值(即Rc=2 K，RL=∞，Uc=5 V時的Rp值)。輸入信號為f=1 kHz，Ui=5 mV。撥動開關使Rc=3 K，即S1(斷開)扳向左方，測量Uo并觀察波形。根據圖2連接圖，通過示波器看出輸出波形不失真，用交流毫伏表測得輸出電壓Uo是1.548 V。在Rp為合適值的條件下，很明顯Rc=3 K的輸出電壓比Rc=2 K的輸出電壓大。

集電極電阻RC增大之后，電壓的放大倍數比Au1增大，輸出與輸入反相關系并沒有改變。

2)調節Rp為合適值，使Ui=5 mV，f=1 kHz，接入RL=2.7 K，即扳向上方，測量Uo觀察輸出波形。根據圖2連接圖，通過示波器看出輸出波形不失真，用交流毫伏表測得輸出電壓Uo是0.729 V。在Rp為合適值的條件下，很明顯RL=2.7 K的輸出電壓比RL不接入的輸出電壓小。

可見，集電極電阻減小之后，帶負載之后電壓的放大倍數比Au1減少，輸出與輸入反相關系并沒有改變。

3)撥動開關使Rc=2 K，RL=∞即S1板向右方，S2板向下方。然后調節Rp為合適值，即Uc=5 V，用β=95與β=90兩塊電路板進行比較。根據圖2連接圖，通過示波器看出β=95時的輸出波形不失真，用交流毫伏表測得輸出電壓Uo是1.276 V，比β=90的輸出電壓大。

三極管電流放大倍數β值增大，電壓放大倍數比Au1增大，輸出與輸入反相關系沒有改變。

4 結語

從上面的實驗過程可以看出，調節偏置電阻Rp、集電極電阻Rc、負載電阻RL和三極管電流放大系數β因素的變化對交流放大電路的靜態工作點、電壓放大倍數及輸出波形有影響。調整靜態工作點、Rp、Rc、RL及三極管電流 放大倍數β是影響電壓放大倍數的關鍵因素，利用示波器可以看出波形的變化。通過實驗，使學生對單管放大電路理論知識有了更深入的認識。