浅析对单管交流放大电路性能的影响因素

王会云

(唐山学院工程训练中心，河北 唐山 063000)

0 引言

随着电子技术的飞速发展，放大电路的应用越来越广泛。单管放大电路是模拟电路实验中的一个基本入门实验，学生在学习单管放大电路理论知识时一般都认为难于理解。为了便于学生更好地学习理论知识和提高动手能力，学生做单管放大电路实验是非常必要的。学生通过正确使用仪器连接电路，可以进行模拟电路静态和动态参数的测量，具体分析单管放大电路性能的影响因素。学生通过实验不仅能够巩固所学理论知识，为后续理论知识奠定扎实基础，还培养了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

1 单管放大电路实验电路

实验电路是由三极管、电阻、电容等元件组成的共发射极单管交流放大实验电路，电源电压Ec为+12 V，单管放大交流电路图如图1所示。通过实验教学，可以使学生进一步巩固和加深理解理论知识、提高实际问题的解决能力，学生清晰地知道了单管交流放大电路性能的影响因素，这些因素的变化是如何影响静态工作点、电压放大倍数及输出波形的。

图1 单管交流放大电路图

电路参数：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 静态分析

2.1 调节静态工作点

单管交流放大电路连接图如图2所示，拨动开关使Rc=2 K，RL=∞即S1板向右方，S2板向下方。然后调节Rp为合适值，即Uc=5 V；用万用表测量静态工作点，分别测出Uc、UB。

静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如果静态工作点偏高，放大器在加入交流信号以后容易产生饱和失真，此时Uo的负半周将被削底，如果工作点偏低，容易产生截止失真，即Uo的正半周将被缩顶，这些情况都不符合不失真放大的要求，所以在选定工作点以后还必须进行动态测试，即在放大器的输入端加入5 mV的电压，检查输出电压Uo的大小和波形是否满足要求。如果不满足，通过调节电位器的值，改变静态工作点，观察输出波形的失真。

2.2 测量输出电压放大倍数

2.3 静态工作点对波形失真的影响

保证静态工作点合适，使三极管基极与发射极之间正向偏置、基极与与集电极之间反向偏置，则输出电压会正常放大。通过调节可调电阻Rp，使电路的静态工作点设置不合适而使三极管工作在饱和区或截止区，则电路输出信号波形明显失真。

图2 用仪器测量单管交流放大电路实际连接图

3 动态分析

集电极电阻RC、负载电阻RL和三极管电流放大系数β因素的变化对静态工作点、电压放大倍数及输出波形的影响，单管交流放大电路连接图都是如图2所示，开关改变，示波器测得的波形图和数字毫伏表测得的数值不同。

1)调节Rp为合适值(即Rc=2 K，RL=∞，Uc=5 V时的Rp值)。输入信号为f=1 kHz，Ui=5 mV。拨动开关使Rc=3 K，即S1(断开)扳向左方，测量Uo并观察波形。根据图2连接图，通过示波器看出输出波形不失真，用交流毫伏表测得输出电压Uo是1.548 V。在Rp为合适值的条件下，很明显Rc=3 K的输出电压比Rc=2 K的输出电压大。

集电极电阻RC增大之后，电压的放大倍数比Au1增大，输出与输入反相关系并没有改变。

2)调节Rp为合适值，使Ui=5 mV，f=1 kHz，接入RL=2.7 K，即扳向上方，测量Uo观察输出波形。根据图2连接图，通过示波器看出输出波形不失真，用交流毫伏表测得输出电压Uo是0.729 V。在Rp为合适值的条件下，很明显RL=2.7 K的输出电压比RL不接入的输出电压小。

可见，集电极电阻减小之后，带负载之后电压的放大倍数比Au1减少，输出与输入反相关系并没有改变。

3)拨动开关使Rc=2 K，RL=∞即S1板向右方，S2板向下方。然后调节Rp为合适值，即Uc=5 V，用β=95与β=90两块电路板进行比较。根据图2连接图，通过示波器看出β=95时的输出波形不失真，用交流毫伏表测得输出电压Uo是1.276 V，比β=90的输出电压大。

三极管电流放大倍数β值增大，电压放大倍数比Au1增大，输出与输入反相关系没有改变。

4 结语

从上面的实验过程可以看出，调节偏置电阻Rp、集电极电阻Rc、负载电阻RL和三极管电流放大系数β因素的变化对交流放大电路的静态工作点、电压放大倍数及输出波形有影响。调整静态工作点、Rp、Rc、RL及三极管电流 放大倍数β是影响电压放大倍数的关键因素，利用示波器可以看出波形的变化。通过实验，使学生对单管放大电路理论知识有了更深入的认识。