模拟电路晶体管放大电路设计制作与测
实验报告
课程名称：模拟电路技术实验
实验一：晶体管放大电路设计、制作与测试
一、实验设备
Multisim虚拟仿真工具
手工焊装工具
万用表
信号发生器
示波器
电子元器件若干等
二、实验原理
1、电路设计规格（指标）：
要求：输入信号：幅值vi=1vpp，sine波形信号，频率1khz；
输出信号：Vo=Av*Vi，其中要是Av=5倍。
表格1：电路设计要求记录表
2、实验电路原理图：
图一：电路设计原理图3、设计原理分析：
晶体管放大电路实验，选用共射极放大电路，利用电压分压式工作点稳定单晶体管放大原理，偏置电阻选用，共同组成的分压电路，并在发射极与参考点之间接有电阻RE，以实现稳定放大电路静态工作点。利用该射极偏置电路，在输入端接收到输入信号Vi后，在其输出端可得到一个与输入信号相位相反（Vo落后Vipi/2），幅值被放大的输出信号Vo，从而实现电压的放大。
4、设计指标计算
A、确定电源电压：
为了输出5Vpp的输出电压。显然必须要在5V以上的电源电压。为了人使集电极电流流动，由于发射极电阻R。上最低加上1~2V的电压，所以电源电压最低必须为6~7V，在这里选取15V电源电压:Vcc=15V；
B、选择晶体管：
图1用NPN型晶体管的共射放大电路，因为电源电压为15V,所以在集电极基极和集电极发射极间有可能最大加上15V电压。因此选择集电-基极间电压Vco与集电-发射极间电压VCEO的最大额定值为15V以上晶体管器件；
C、确定RC和RE：
电路的放大倍数是由RC和RE之比决定的，所以令AV=5，RC：RE=5：1这是因为VBE约为0.6V，它具有2.5mV/C的温度特性。在这里取RE的压降为2V,因此IC=mA，则有：，因此RC=5RE=10；
D、基极偏置电路设计：
由于VE=2V，VBE=0.6V，所以VB=2.6V，且基极电位是由RB1与RB2对电源电压进行分压之后的电位，所以：RB2的压降为2.6V,RB1的压降为12.4V(=15V-2.6V)，而流动的基极电流为0.01mA，所以：，，
所以取=K，=22k（：26：22）；
E、确定耦合电容C1与C2：
C1与C2是滤波容器，过滤掉信号中的直流部分，这里都取用C1=CuF；
而截止频率，故选用1的输入信号。
三、实验步骤及测试结果记录
1、焊接：
将准备好的电路元件正面插入电路板小孔，弯曲元件引脚并留3~5mm；
在电路板反面开始焊接，使用准备好的焊接工具电烙铁、松香等将元件引脚焊接到铜箔上，控制好焊接时间；
在电路元件焊接好后，使用斜口剪钳剪去过长的引脚（根据个人方便可以一焊一剪或多焊一剪）；
检查焊接质量：检查各个元件引脚焊接质量，以及电路线路连接质量；
收拾实验仪器：在焊接结束后，将各工具按要求放回规定位置，保证实验安全；并带走废弃原价引脚和个人垃圾，维护实验室卫生。
焊接完成的实物图：
图二：电路板焊接实物图2、性能测试：
A、静态（DC）参数，Q点。
直流电压源接入Vcc=+15，利用万用表依次测量静态工作点，记录数据如下：
表格2：静态工作点数据表
B、电压增益（动态）：
电路输入端与输出段分别接上信号发生器、示波器CH1和示波器CH2
测量得到如下波形图：
图三：电路性能测试电压增益图利用公式：Av=Vo/Vi
可计算出:Av=5.36/1.12≈4.79（倍）
C、带宽（动态）：
计算半功率点增益：av=Av*0.≈3.39（倍）
此时输出电压因在3.39（vpp）左右，电路输入端与输出段分别接上信号发生器、示波器CH1和示波器CH2，分别增大减小信号源频率（相对1kHZ而言），使输出电压满足半功率点。
当输出信号满足半功率输出时，记录信号发生器发出信号频率如下所示：
图四：半功率点频率测试图表格3：幅频特性数据表
可求出带宽：BW=fh-fl≈kHZ
D、输入输出阻抗（动态）：
电路输入端接入RX，输出端接入RL电路，测量并记录信号发生器发出电压和输入电压，利用公式：
Zi=viR/(vs-vi)
并带入测量数据计算出输入阻抗为：19.43，并整理的下表数据：
表格4：输入阻抗数据表
四、实验结果分析
电压增益AV仿真理论计算：
图五：电路信号理论波形图如图理论波形图所示：电压增益AV4.69，但实际得到了4.79倍的增益，说明实验结果与拟合结果几乎一样，但实验也存在一定的误差，如系统误差电路导线电阻实际中不可能为零，以及实验操作时产生的其他误差。
表2也说明静态工作点测量值与计算值之间存在一定的误差，这可能与电路元件性能有关，也可能与实验操作等因素有关。
五、实验小结
在开始设计电路前要先明确目标，按要求设计出电路图，估算元件参数，在焊接实物图前需要借助电脑工具进行仿真测试，以确保电路设计的安全性与正确性。
焊接电路板时要规范实验操作，其中包括测量仪器万用表的使用，焊接仪器电烙铁的安全使用，以及剪引脚时确保引脚不对着任何人，最后实验结束后要整理收拾自己的实验桌。
电路板性能测试时，要列表整理记录测量数据，并把实测的静态工作点、电压增益、输入阻抗、输出电阻与理论计算值进行比较，计算并分析误差。
总结RC，RL及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的影响。
讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。
分析讨论在调试过程中出现的问题。
六、思考题分析及解答
1、若欲准确调整=1.0mA,应当如何修改电路?(定量讨论)
答：利用公式：，可知相对测量值=0.97mA而言，要增大需要适当增大或适当减小，这里可以将适当减小,所以改进措施是，直接把删去。
2、若取消发射极电阻Re,把晶体管发射极直接接地，对当前电路有什么影响或限制?(定性讨论)
答：会使电路静态工作点中集电极电流增大，使得，都增大。
3、若在发射极电阻Re两端并联一只47μF的电解电容，放大电路将发生什么变化?(定性讨论)
答：当Ｒe两端并联一个点解电容后，由于电容对直流有隔断的作用，所以对电路静态工作点无影响；而对动态，会短路Re使得Ic和Ie适当增大，从而会增大Rc或（Rc\\Rl）上的分压，即增大了电压增益。
4、若欲提高当前电路的电压增益为30dB,应当如何修改电路?(定量讨论)
答：利用公式：，求出=30dB时，倍，而，故应调节电路相应电阻阻值比满足该要求，所以可以增大和同时适当减小和，使其之比约为31.6即可。
5、若欲带动阻抗值为4~8的负载，是否需要修改当前的电路?若需修改应如何修改?(定性讨论)
答：需要修改，该电路输出电压实际上是（Rc\\Rl）上的分压，当负载过小是，会使（Rc\\Rl）阻值变小，会使得电路输出电压过小，可以在该电路输出端与负载之间加一个共集电极电路，实现电压跟随的作用，保证了输出电压不受负载大小的影响。
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