射极跟随器的特性和测试方法

一、实验目的

1、熟悉和掌握模拟电路实验箱的使用方法。

2、进一步掌握单管放大器静态工作点的调整和调试方法并测定中频电压放大倍数。

3、掌握放大电路输出电阻R**O和输入电阻R**i的测定方法等各项特性。

4、掌握共集电极电路（射极跟随器）的特性和测试方法。

二、实验仪器

双踪示波器 函数信号发生器

交流毫伏表 直流稳压源

数字万用表 子板-单级多级负反馈放大电路实验板

模拟实验箱

三、实验原理与说明

射极跟随器的原理图如3-1所示。它是一个电压串联负反馈放大电路，它具有输入电阻高，输出电阻低，电压放大倍数接近于1，输出电压能够在较大范围内跟随输入电压作线性变化，并且输入信号和输出信号同相。其中，W1用于调整电路的静态工作点，为RL为可调负载电阻。

图3-1 射极跟随器电路

射极跟随器的主要性能指标有电压放大倍数A U ，输入电阻R I ，输出电阻RO等。对于图3－1电路，在开关K1闭合条件下，各性能指标的计算式为

1．电压放大倍数

式中，

rbe为晶体管输入电阻。上式说明设计跟随器的电压放大倍数小于近于1，且为正值。这是深度电压负反馈的结果。但它的射极电流仍比基极电流大（1+β）倍，所以它是具有一定的电流和功率放大作用。

2．输入电阻

R i =rbe +(1+β)RE

放大器的输入电阻反映了它消耗输入信号源的功率的大小。若R i >>R S （信号源内阻），放大器从信号源获取较大电压；若R i S ，则放大器从信号源获取最大功率。

3．输出电阻

复制R ~O~ =r ~be~ /β

式中rO为晶体管输出电阻。

放大器输出电阻的大小反映了它带负载的能力。RO愈小，带负载的能力愈强。当R O

4. 电压跟随范围
   电压跟随范围是指跟随器的输出电压uo跟随输入电压ui作线性变化的区域。当ui超出一定的范围时，uo不能跟随ui作线性变化，即uo的波形出现失真。为了使输出电压uo正负半周对称，并充分利用电压跟随范围，静态工作点应选在交流负载线中点，测量时可以直接用示波器读取uo的峰峰值，即电压跟随范围；或用交流毫伏表读取uo的有效值，则电压跟随范围

注意：所有电子仪器仪表的“接地”端必须与实验板上的“参考地”连接！

四、实验内容及步骤

注意：实验前应完成以下任务：

a、用万用表判断实验箱上三极管T的极性和好坏，电解电容C的极性和好坏，所需实验连线的好坏并测量+12V直流电源好坏。

b、断开电源后，连接电路

1、 静态工作点的调整与测试

电路中A点与基极输入端短接，调节信号发生器，使其输出频率为1KH Z ，有效值为0.4V的正弦波信号，加到U1输入，（即U S =U i =10mv），同时观察输出波形，调节偏置电阻使输出波形不出现失真，逐渐增加输入信号幅值，同时调节偏置电阻，直到同时产生饱和与截止失真为止。此时，静态工作点已调好，放大电路处于最大不失真工作状态。具体步骤可以参考实验二静态工作点的测量方法。

实验操作01-静态电路连接,电路中A点与基极输入端短接

实验操作****02- 调节信号发生器，使其输出频率为1KH Z ，有效值为400mV左右的正弦波信号，加到U1输入，（即U S =U i =10mv）

用万用表交流电压档监测Ui值，微调函数信号发生器，使****Ui=10mv

实验操作****03- 动中调静（最大不失真），用示波器监视输入、输出波形

增大输入信号幅度，同时调节偏置电阻，使放大电路处于最大不失真工作状态，静态工作点已调好。

实验操作****04- 静态集电极电位Vc

实验操作****05- 静态发射极电位Ve

实验操作****06 -静态发射结电压Ube

实验操作****07 -静态集电极电流Ic

实验操作****08 -静态基极电流Ib

将上述测量结果记录于表3-1中。

2、放大器动态性能指标测试

(1) 电压放大倍数的测量

在保证静态工作点合理，输出波形不失真的情况下，令RL＝¥，将信号发生器的输出端接至u1端。调节信号发生器的幅度和频率，使输入正弦信号¦＝1kHz、u**S ＝u**i ＝160mV（用毫伏表在A点监测，即板上2点），然后用示波器观察输入、输出波形及相位关系。波形无失真时测量输出电压 u' o，计算空载时的电压放大倍数：

复制接上负载（*R* ~L~ ＝3KW），重测输出电压*u* *~O~* ，计算带载时的电压放大倍数:

实验操作****09 -A点输入信号1KHz正弦波160mV

监测A点输入信号160mV

实验操作****10 -测量射极空载输出有效值

实验操作****10 -空载输入输出波形

实验操作****11 -测量射极带负载输出有效值

将上述测量结果记录于表3-2中

(3) 输入电阻R**i的测量

用“串联电阻法”测量放大器的输入电阻R i 。即在信号源输出与放大器输入端之间，串联一个已知电阻R（一般选择R的值接近RK值为宜），本实验中可在实验板上C1之前串入R**S （u**i接B点，R**S ＝5.1KW），保持u**S ＝160mV。如图2-3所示，在输出波形不失真的情况下，分别测出u**s和ui的值，记录到表3-4中。

实验操作****12 -测量输入电阻Ri接Rs=5.1K，保持Us=160mV输入

实验操作****13 -测量A点Ui

3、测试跟随特性

接上负载R L = 3KW，输入正弦信号u i ，逐渐增大输入信号ui幅值，用示波器观察波形不失真的情况下，测量对应的uo值，将测量数据记录在表3-5中。

实验操作****14 -调节函数信号发生器幅值，测量跟随特性1，A点45mV输入

实验操作****15 -测量跟随特性1，射极输出

测量跟随特****性1，输入输出波形

实验操作****16 -调节函数信号发生器幅值，测量跟随特性2，A点76mV输入

实验操作****17 -测量跟随特性2-射极输出

实验操作****18 -调节函数信号发生器幅值，测量跟随特性3-A点145mV输入

实验操作****19 -测量跟随特性3-射极输出

实验操作20 -测量跟随特性4-A点200mV输入

实验操作21 -测量跟随特性4-射极输出