射極跟隨器的特性和測試方法

一、實驗目的

1、熟悉和掌握模擬電路實驗箱的使用方法。

2、進一步掌握單管放大器靜態(tài)工作點的調整和調試方法并測定中頻電壓放大倍數。

3、掌握放大電路輸出電阻R**O和輸入電阻R**i的測定方法等各項特性。

4、掌握共集電極電路（射極跟隨器）的特性和測試方法。

二、實驗儀器

雙蹤示波器 函數信號發(fā)生器

交流毫伏表 直流穩(wěn)壓源

數字萬用表 子板-單級多級負反饋放大電路實驗板

模擬實驗箱

三、實驗原理與說明

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

圖3-1 射極跟隨器電路

射極跟隨器的主要性能指標有電壓放大倍數A U ，輸入電阻R I ，輸出電阻RO等。對于圖3－1電路，在開關K1閉合條件下，各性能指標的計算式為

1．電壓放大倍數

式中，

rbe為晶體管輸入電阻。上式說明設計跟隨器的電壓放大倍數小于近于1，且為正值。這是深度電壓負反饋的結果。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源的功率的大小。若R i >>R S （信號源內阻），放大器從信號源獲取較大電壓；若R i S ，則放大器從信號源獲取最大功率。

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載的能力。RO愈小，帶負載的能力愈強。當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ui超出一定的范圍時，uo不能跟隨ui作線性變化，即uo的波形出現失真。為了使輸出電壓uo正負半周對稱，并充分利用電壓跟隨范圍，靜態(tài)工作點應選在交流負載線中點，測量時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”端必須與實驗板上的“參考地”連接！

四、實驗內容及步驟

注意：實驗前應完成以下任務：

a、用萬用表判斷實驗箱上三極管T的極性和好壞，電解電容C的極性和好壞，所需實驗連線的好壞并測量+12V直流電源好壞。

b、斷開電源后，連接電路

1、 靜態(tài)工作點的調整與測試

電路中A點與基極輸入端短接，調節(jié)信號發(fā)生器，使其輸出頻率為1KH Z ，有效值為0.4V的正弦波信號，加到U1輸入，（即U S =U i =10mv），同時觀察輸出波形，調節(jié)偏置電阻使輸出波形不出現失真，逐漸增加輸入信號幅值，同時調節(jié)偏置電阻，直到同時產生飽和與截止失真為止。此時，靜態(tài)工作點已調好，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驗二靜態(tài)工作點的測量方法。

實驗操作01-靜態(tài)電路連接,電路中A點與基極輸入端短接

實驗操作****02- 調節(jié)信號發(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，加到U1輸入，（即U S =U i =10mv）

用萬用表交流電壓檔監(jiān)測Ui值，微調函數信號發(fā)生器，使****Ui=10mv

實驗操作****03- 動中調靜（最大不失真），用示波器監(jiān)視輸入、輸出波形

增大輸入信號幅度，同時調節(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)工作點已調好。

實驗操作****04- 靜態(tài)集電極電位Vc

實驗操作****05- 靜態(tài)發(fā)射極電位Ve

實驗操作****06 -靜態(tài)發(fā)射結電壓Ube

實驗操作****07 -靜態(tài)集電極電流Ic

實驗操作****08 -靜態(tài)基極電流Ib

將上述測量結果記錄于表3-1中。

2、放大器動態(tài)性能指標測試

(1) 電壓放大倍數的測量

在保證靜態(tài)工作點合理，輸出波形不失真的情況下，令RL＝￥，將信號發(fā)生器的輸出端接至u1端。調節(jié)信號發(fā)生器的幅度和頻率，使輸入正弦信號|＝1kHz、u**S ＝u**i ＝160mV（用毫伏表在A點監(jiān)測，即板上2點），然后用示波器觀察輸入、輸出波形及相位關系。波形無失真時測量輸出電壓 u' o，計算空載時的電壓放大倍數：

接上負載（*R* ~L~ ＝3KW），重測輸出電壓*u* *~O~* ，計算帶載時的電壓放大倍數:

實驗操作****09 -A點輸入信號1KHz正弦波160mV

監(jiān)測A點輸入信號160mV

實驗操作****10 -測量射極空載輸出有效值

實驗操作****10 -空載輸入輸出波形

實驗操作****11 -測量射極帶負載輸出有效值

將上述測量結果記錄于表3-2中

(3) 輸入電阻R**i的測量

用“串聯電阻法”測量放大器的輸入電阻R i 。即在信號源輸出與放大器輸入端之間，串聯一個已知電阻R（一般選擇R的值接近RK值為宜），本實驗中可在實驗板上C1之前串入R**S （u**i接B點，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，分別測出u**s和ui的值，記錄到表3-4中。

實驗操作****12 -測量輸入電阻Ri接Rs=5.1K，保持Us=160mV輸入

實驗操作****13 -測量A點Ui

3、測試跟隨特性

接上負載R L = 3KW，輸入正弦信號u i ，逐漸增大輸入信號ui幅值，用示波器觀察波形不失真的情況下，測量對應的uo值，將測量數據記錄在表3-5中。

實驗操作****14 -調節(jié)函數信號發(fā)生器幅值，測量跟隨特性1，A點45mV輸入

實驗操作****15 -測量跟隨特性1，射極輸出

測量跟隨特****性1，輸入輸出波形

實驗操作****16 -調節(jié)函數信號發(fā)生器幅值，測量跟隨特性2，A點76mV輸入

實驗操作****17 -測量跟隨特性2-射極輸出

實驗操作****18 -調節(jié)函數信號發(fā)生器幅值，測量跟隨特性3-A點145mV輸入

實驗操作****19 -測量跟隨特性3-射極輸出

實驗操作20 -測量跟隨特性4-A點200mV輸入

實驗操作21 -測量跟隨特性4-射極輸出