共射、共集放大电路的比较
一、实验目的:
1、研究两种放大电路的静态工作点与组态的关系;
2、研究两种放大电路的相位、电压放大倍数、输入输出电阻并比较之。
3、通过实验掌握两种组态的放大电路的特点。
二、实验器材:
1、低频信号发生器
2、双踪示波器
3、电子管毫伏表、数字万用表
4、其它元器件
三、实验原理:
1、两种组态电路的静态工作点:
由于电容有隔直的作用,所以这两种组态的电路的静态工作点完全相同。可调整Rb1使电路得到一合适的静态工作点。
2、两种组态的放大电路的相位、电压放大倍数AV与输入、输出电阻的测量:
(1)相位:共射电路的输入、输出电压的相位相反,共集电路的相位相同。
(2)AV:共射电路的放大倍数: AV=Vo/Vi=-βRL’/[rbe+(1+β)Re]
共集电路的放大倍数: AV≈1
共射电路的电压放大倍数较大,(负号表示相位相反)共集电路的电压放大倍数小于近似等于1。(正号表示相位相同)
(3)Ri:共射电路的输入电阻:Ri=(Rb1+Rb1’)//Rb2//[rbe+(1+β)Re]
共集电路的输入电阻:Ri=(Rb1+Rb1’)//Rb2//[rbe+(1+β)RL’]
两种电路的输入电阻均较大。(一般电路中希望输入电阻大一些,因为输入电阻大,向信号源索取的电流小,信号源的输出功率小)
(4)Ro:共射电路的输出电阻:Ro≈RC
共集电路的输出电阻:Ro≈(rbe+Rs’)/ β
共射电路的输出电阻较大,共集电路的输出电阻较小。(一般电路中希望输出电阻小一些,因为输出电阻小,负载能力强)
四、实验步骤:
(一)静态工作点的测量与调整:
1、如图联接电路,其中:Rb1’=51kΩ,Rb1=1MΩ,Rb2=24kΩ,RS=1.5kΩ,Re=1.5kΩ,RC=5.1kΩ,RL1= RL2=5.1kΩ,C1=C2= 10μF,C3=47μF, VCC=12V,
2、用万用表的直流电压档测量UCQ,并调节Rb1的大小,使UCQ为6~7V左右,直流电流表的读数约为1.2~1.6mA左右。按表1要求测量数据并录入表中。
表1 静态工作点
项目
UEQ(V)
UBEQ(V)
UCEQ(V)
ICQ=UEQ/Re
ICQ(测量值)
测量数据
(二)观察共射电路的相位关系并测量AV、Ri、Ro:
1、为使实验结果明显,可将RL2接成短路;此时电路为共射电路。
2、分别将示波器的两踪接输入vi输出电压v01;
3、调节信号发生器,产生频率f=5kHz,电压输出为500mV的信号,并衰减40dB,得到5mV的小信号接入电路中;调节示波器,可观察到输入输出电压的大小及相位关系,将结果录入表2中;
4、用晶体管毫伏表分别测出输入电压vi和输出电压v01,将测得的数据录入表2中并计算AV;
5、Ri的测量:用示波器观察输出波形不失真的情况下,用晶体管毫伏表测得US、Ui,将测量数据录入表3中,并计算得Ri。
6、Ro的测量:用示波器观察输出波形不失真的情况下,断开RL1,用毫伏表测出开路电压Uo,再测接入RL后的电压UoL,将测量数据录入表3中,并计算得Ro。
(三)观察共集电路的相位关系并测量AV、Ri、Ro:
1、将RL1开路,此时电路为共集电路;
2、示波器的一踪由v01改接v02;
3、调节示波器可观察输入输出电压的大小和相位关系,将结果录入表2;并重复(二)4、5、6步骤,并将结果录入表2、3中,计算得AV、Ri、Ro。
表2 两种组态电路的相位关系及放大倍数
组态
Ui
Uo
AV=Uo/Ui
相位关系
共射电路
共集电路
组态
US
Ui
Ri=RSUi/(US-Ui)
Uo
UoL
Ro=(Uo/UoL-1)RL
共射电路
共集电路
表3 两种组态电路的输入、输出电阻:
五、实验报告:
1、将实验数据加以整理后,可从以下几个方面分析两种不同组态电路。
组态
相位关系
AV(大小)
Ri(大小)
Ro(大小)
共射电路
共集电路