晶体三极管放大器 325

晶体三极管放大器必须有适当的静态工作点，才能对输入信号进行不失真的放大。单管放大器的电压放大倍数和直流负载电阻的阻值以及耦合电容器的容量大小有关。单管放大器的输出电压和输入电压的相位是相反的。在实验中应该注意体现晶体管放大器的这三个特点。

方法一

原理 晶体三极管单管低频放大器最简单的电路如图(a)所示。Rb 为偏置电阻，Rc 为集电极直流负载电阻，C1、C2 分别为输入和输出端耦合电容。

放大器在没有信号输入时的工作状态叫做静态。静态时的基极电流Ib、集电极电流Ic 和集电极与发射极的管压降Uce 叫做静态工作点。当电源Ec 和集电极直流负载电阻Rc 确定后，放大器的静态工作点是由电流Ib 来决定的。Ib 叫做偏流。获得偏流的电路叫做偏置电路，在图(a)的放大器中，偏置电路是由电源Ec，电阻Rb 和晶体管的发射结等组成的，其中的Rb 叫偏置电阻。只有通过调整偏流电阻，

给放大器确定以合适的静态工作点后，放大器才能对输入电压进行不失真的放大。

目的 用演示电表显示晶体三极管单管放大器的特点。

器材 演示电表，晶体三极管BG（3AX 型β＜30），电位器(47KΩ)，电阻

（3KΩ、1KΩ、300Ω、100Ω各一个 1/8W），滑动变阻器（1KΩ、100KΩ各一个）， 电解电容器（200μF 和 100μF 各二个），教学信号源（J2464 型），低压直流电源，电键，导线等。

操作

1. 按图(b)所示接好电路。电表的指针都调成中心零位式的，均采用直流“0−10V”档，并配用“G”的刻度盘，这样它们的量程为−5−0−5V。集电极直流负载电阻Rc 先用 300Ω。耦合电容C1、C2 先用 200μF，教学信号源输出的超低频信

号由A、B 端输入。

1. 断开开关K，缓慢移动变阻器 R 的滑动触头，增大输入的超低频信号电压， 并适当调节教学信号源的“超低频调零”旋钮，则测量输入电压的电压表V1 的指

针就以零点为中心左右对称地摆动起来，表明输入的电压是逐渐的交变电压。 (3)观察测量输出电压的电压表V2 的指针。当输入电压较小时不摆动；当输入

电压足够大时，才从零开始向一侧摆动，摆动的幅度也不比V1 大。这说明了放大器发生了严重的失真现象，没有正常工作。

1. 闭合开关K，接通偏置电路。重新移动变阻器的R 的滑动触头逐渐增大输入电压并配合调整教学信号源的“超低频调零”，使伏特表V1 的指针以零点为中

心左右地摆动起来，最大值为 0.15V。再适当调整电位器W 的阻值，当转到某一位置时，电压表V2 的指针也是以零点为中心左右对称地摆动，其幅度约 2V。这表明

给于适当的偏流后，放大器已正常工作。

1. 仔细观察两个伏特计，可看到V2 指针摆动的方向总是跟V1 相反，说明被放大后的输出信号与输入信号的相位是相反的。

2. 增大W 的阻值以减小偏流Ib，可看到V2 指针左右摆动的幅度由相等变为

不等。这是由于 Ib 太小，放大器发生了“截止”失真。逐渐调小 W 的阻值，使放大器正常工作。再继续减小W 的阻值，可看到V2 指针左右摆动的幅度又变得不相等了。这是由于Ib 太大，放大器发生了“饱和”失真。

1. 重新使放大器正常工作。调节 R，逐步增大输入信号，可看到 V1 指针的摆幅逐渐增大。而V2 指针的摆幅一开始也跟着变大，但以后就恒定不变了，只是摆到两边端点时稍停一下再往回摆。这是由于输入信号太强了，尽管放大器工作点合适，也发生了上“饱和”和下“截止”失真。

2. 将V1 的指针重新调成最大值为0.15V。将直流负载电阻Rc 由300Ω换成100

Ω，可看到V2 指针的摆幅立即减小很多。说明当负载RI 一定时，直流负载电阻变小，放大器的电压放大倍数随之减小。

1. 将Rc 仍然换成 300Ω，先单将 C1 换成 100μF，然后将单将 C2 换成 100μF，

最后将C1、C2 都换成 100μF。可看到V2 指针的摆幅都要减小，而最后一次变得最小。说明在输入信号的频率一定时，耦合电容 C1、C2 的容量越小，放大器的电压放大倍数越小。

注意 晶体三极管的电流放大倍数β以 15—30 倍为宜。

方法二

目的 用示波器研究晶体三极管放大电路的特点。

原理 同方法一。

器材 示波器，电子开关，晶体三极管（3AX 型），电位器（220KΩ和 1.5K Ω各一个），滑动变阻器(200Ω)，电阻（4.7KΩ、20KΩ和 1.5KΩ各 1 个，1/8W）， 电解电容（100μF、4.7μF 各 2 个，10V），低压直流电源(6V)，低压交流电源(2V)， 电键，导线等。

操作

1. 如图(a)连接电路。耦合电容C1、C2 选用 100μF。R 是 200Ω滑动变阻器， 作调节输入电压用。Wb 用 220KΩ电位器，可调节三极管的偏流。Wc 用 1.5KΩ电位器，Rb、Rc 和RL 分别用 20KΩ、1.5KΩ和 4.7KΩ电阻。

2. 将Wc 的阻值调成最大。断开K（暂不接通偏置电路）。电路中的 1、3、2 三个点分别与电子开关的“A 输入”、“B 输入”和“地”连接。电子开关的“输出”和“地”分别与示波器的“Y 输入”、“地”连接。适当地调节电子开关和示波器的有关旋钮，示波器的荧光屏上就会出现如图(b)所示的波形（上方是输入信号，下方是输出信号）。可看出三极管放大器在没有偏置电路时，输出信号严重失真。

3. 合上K，调节Wb,直至荧光屏上出现如图(c)所示的波形。说明三极管有适

当的偏置电流时，能正常的工作。放大后的信号与输入信号反相。

1. 在三极管正常工作时调大Wb 的阻值，减小偏流，荧光屏上出现如图(d)所示的波形，放大器发生截止失真。减小Wb 的阻值，增大偏流，荧光屏上出现如图(e)所示的波形，放大器发生饱和失真。说明三极管必须有适当大小的偏置电流， 才能很好地工作。

2. 在三极管正常工作时，调节 R，逐渐增大输入信号，可看到如图(f)所示的波形。说明输入信号太大时，也会引起放大器失真。

3. 在三极管正常工作时，减小直流负载Wc 的阻值，或者将C1、C2 换 4.7μF

的电解电容，都可看到输出信号的幅度减小。说明放大器的电压放大倍数随三极管的直流负载、耦合电容的减小而减小。

说明

1. 因为放大器的输入和输出信号是通过电子开关再送进示波器的，而电子开关的“A 增幅”、“B 增幅”旋钮可改变所送信号的幅度，所以本方法不能定量估测放大器的放大倍数。如需定量估测放大倍数，不能用电子开关，只能用示波器分别测试输入和输出信号。

2. 如果实验室中有双踪示波器，可省去电子开关，直接将输入和输出信号送到示波器的“Y 输入A”和“Y 输入B”。