射極跟隨器的特性和測(cè)試方法

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

1、熟悉和掌握模擬電路實(shí)驗(yàn)箱的使用方法。

2、進(jìn)一步掌握單管放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整和調(diào)試方法并測(cè)定中頻電壓放大倍數(shù)。

3、掌握放大電路輸出電阻R**O和輸入電阻R**i的測(cè)定方法等各項(xiàng)特性。

4、掌握共集電極電路（射極跟隨器）的特性和測(cè)試方法。

二、實(shí)驗(yàn)儀器

雙蹤示波器 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器

交流毫伏表 直流穩(wěn)壓源

數(shù)字萬(wàn)用表 子板-單級(jí)多級(jí)負(fù)反饋放大電路實(shí)驗(yàn)板

模擬實(shí)驗(yàn)箱

三、實(shí)驗(yàn)原理與說(shuō)明

射極跟隨器的原理圖如3-1所示。它是一個(gè)電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路，它具有輸入電阻高，輸出電阻低，電壓放大倍數(shù)接近于1，輸出電壓能夠在較大范圍內(nèi)跟隨輸入電壓作線性變化，并且輸入信號(hào)和輸出信號(hào)同相。其中，W1用于調(diào)整電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，為RL為可調(diào)負(fù)載電阻。

圖3-1 射極跟隨器電路

射極跟隨器的主要性能指標(biāo)有電壓放大倍數(shù)A U ，輸入電阻R I ，輸出電阻RO等。對(duì)于圖3－1電路，在開關(guān)K1閉合條件下，各性能指標(biāo)的計(jì)算式為

1．電壓放大倍數(shù)

式中，

rbe為晶體管輸入電阻。上式說(shuō)明設(shè)計(jì)跟隨器的電壓放大倍數(shù)小于近于1，且為正值。這是深度電壓負(fù)反饋的結(jié)果。但它的射極電流仍比基極電流大（1+β）倍，所以它是具有一定的電流和功率放大作用。

2．輸入電阻

R i =rbe +(1+β)RE

放大器的輸入電阻反映了它消耗輸入信號(hào)源的功率的大小。若R i >>R S （信號(hào)源內(nèi)阻），放大器從信號(hào)源獲取較大電壓；若R i S ，則放大器從信號(hào)源獲取最大功率。

3．輸出電阻

R ~O~ =r ~be~ /β

式中rO為晶體管輸出電阻。

放大器輸出電阻的大小反映了它帶負(fù)載的能力。RO愈小，帶負(fù)載的能力愈強(qiáng)。當(dāng)R O

4. 電壓跟隨范圍
   電壓跟隨范圍是指跟隨器的輸出電壓uo跟隨輸入電壓ui作線性變化的區(qū)域。當(dāng)ui超出一定的范圍時(shí)，uo不能跟隨ui作線性變化，即uo的波形出現(xiàn)失真。為了使輸出電壓uo正負(fù)半周對(duì)稱，并充分利用電壓跟隨范圍，靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)選在交流負(fù)載線中點(diǎn)，測(cè)量時(shí)可以直接用示波器讀取uo的峰峰值，即電壓跟隨范圍；或用交流毫伏表讀取uo的有效值，則電壓跟隨范圍

注意：所有電子儀器儀表的“接地”端必須與實(shí)驗(yàn)板上的“參考地”連接！

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟

注意：實(shí)驗(yàn)前應(yīng)完成以下任務(wù)：

a、用萬(wàn)用表判斷實(shí)驗(yàn)箱上三極管T的極性和好壞，電解電容C的極性和好壞，所需實(shí)驗(yàn)連線的好壞并測(cè)量+12V直流電源好壞。

b、斷開電源后，連接電路

1、 靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整與測(cè)試

電路中A點(diǎn)與基極輸入端短接，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，使其輸出頻率為1KH Z ，有效值為0.4V的正弦波信號(hào)，加到U1輸入，（即U S =U i =10mv），同時(shí)觀察輸出波形，調(diào)節(jié)偏置電阻使輸出波形不出現(xiàn)失真，逐漸增加輸入信號(hào)幅值，同時(shí)調(diào)節(jié)偏置電阻，直到同時(shí)產(chǎn)生飽和與截止失真為止。此時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)已調(diào)好，放大電路處于最大不失真工作狀態(tài)。具體步驟可以參考實(shí)驗(yàn)二靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量方法。

實(shí)驗(yàn)操作01-靜態(tài)電路連接,電路中A點(diǎn)與基極輸入端短接

實(shí)驗(yàn)操作****02- 調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，使其輸出頻率為1KH Z ，有效值為400mV左右的正弦波信號(hào)，加到U1輸入，（即U S =U i =10mv）

用萬(wàn)用表交流電壓檔監(jiān)測(cè)Ui值，微調(diào)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，使****Ui=10mv

實(shí)驗(yàn)操作****03- 動(dòng)中調(diào)靜（最大不失真），用示波器監(jiān)視輸入、輸出波形

增大輸入信號(hào)幅度，同時(shí)調(diào)節(jié)偏置電阻，使放大電路處于最大不失真工作狀態(tài)，靜態(tài)工作點(diǎn)已調(diào)好。

實(shí)驗(yàn)操作****04- 靜態(tài)集電極電位Vc

實(shí)驗(yàn)操作****05- 靜態(tài)發(fā)射極電位Ve

實(shí)驗(yàn)操作****06 -靜態(tài)發(fā)射結(jié)電壓Ube

實(shí)驗(yàn)操作****07 -靜態(tài)集電極電流Ic

實(shí)驗(yàn)操作****08 -靜態(tài)基極電流Ib

將上述測(cè)量結(jié)果記錄于表3-1中。

2、放大器動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)測(cè)試

(1) 電壓放大倍數(shù)的測(cè)量

在保證靜態(tài)工作點(diǎn)合理，輸出波形不失真的情況下，令RL＝￥，將信號(hào)發(fā)生器的輸出端接至u1端。調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器的幅度和頻率，使輸入正弦信號(hào)|＝1kHz、u**S ＝u**i ＝160mV（用毫伏表在A點(diǎn)監(jiān)測(cè)，即板上2點(diǎn)），然后用示波器觀察輸入、輸出波形及相位關(guān)系。波形無(wú)失真時(shí)測(cè)量輸出電壓 u' o，計(jì)算空載時(shí)的電壓放大倍數(shù)：

接上負(fù)載（*R* ~L~ ＝3KW），重測(cè)輸出電壓*u* *~O~* ，計(jì)算帶載時(shí)的電壓放大倍數(shù):

實(shí)驗(yàn)操作****09 -A點(diǎn)輸入信號(hào)1KHz正弦波160mV

監(jiān)測(cè)A點(diǎn)輸入信號(hào)160mV

實(shí)驗(yàn)操作****10 -測(cè)量射極空載輸出有效值

實(shí)驗(yàn)操作****10 -空載輸入輸出波形

實(shí)驗(yàn)操作****11 -測(cè)量射極帶負(fù)載輸出有效值

將上述測(cè)量結(jié)果記錄于表3-2中

(3) 輸入電阻R**i的測(cè)量

用“串聯(lián)電阻法”測(cè)量放大器的輸入電阻R i 。即在信號(hào)源輸出與放大器輸入端之間，串聯(lián)一個(gè)已知電阻R（一般選擇R的值接近RK值為宜），本實(shí)驗(yàn)中可在實(shí)驗(yàn)板上C1之前串入R**S （u**i接B點(diǎn)，R**S ＝5.1KW），保持u**S ＝160mV。如圖2-3所示，在輸出波形不失真的情況下，分別測(cè)出u**s和ui的值，記錄到表3-4中。

實(shí)驗(yàn)操作****12 -測(cè)量輸入電阻Ri接Rs=5.1K，保持Us=160mV輸入

實(shí)驗(yàn)操作****13 -測(cè)量A點(diǎn)Ui

3、測(cè)試跟隨特性

接上負(fù)載R L = 3KW，輸入正弦信號(hào)u i ，逐漸增大輸入信號(hào)ui幅值，用示波器觀察波形不失真的情況下，測(cè)量對(duì)應(yīng)的uo值，將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表3-5中。

實(shí)驗(yàn)操作****14 -調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器幅值，測(cè)量跟隨特性1，A點(diǎn)45mV輸入

實(shí)驗(yàn)操作****15 -測(cè)量跟隨特性1，射極輸出

測(cè)量跟隨特****性1，輸入輸出波形

實(shí)驗(yàn)操作****16 -調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器幅值，測(cè)量跟隨特性2，A點(diǎn)76mV輸入

實(shí)驗(yàn)操作****17 -測(cè)量跟隨特性2-射極輸出

實(shí)驗(yàn)操作****18 -調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器幅值，測(cè)量跟隨特性3-A點(diǎn)145mV輸入

實(shí)驗(yàn)操作****19 -測(cè)量跟隨特性3-射極輸出

實(shí)驗(yàn)操作20 -測(cè)量跟隨特性4-A點(diǎn)200mV輸入

實(shí)驗(yàn)操作21 -測(cè)量跟隨特性4-射極輸出