电子电路开放实验
实验三 射极跟随器实验
1. 实验目的
（1）熟悉射极跟随器的工程估算，掌握射极跟随器静态工作点的调整与测试方法。 （2）熟悉电路参数变化对静态工作点的影响；熟悉静态工作点对放大器性能的影响。 （3）掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及频率特性的测试方法。 （4）了解自举电路在提高射极跟随器的输入电阻中的作用。
2. 实验仪表及器材 （1）双踪示波器
（2）双路直流稳压电源 （3）函数信号发生器 （4）数字万用表
（5）双路晶体管毫伏表
3. 实验电路图
图1-1 射极跟随器
4. 知识准备
（1）复习共集电极放大器的相关理论知识。 （2）根据理论知识对实验电路的静态工作点、电压增益、输入电阻、输出电阻进行工程估算。
5. 实验原理 （1）基本原理
共集放大器又称射极输出器，它的输出信号取自于发射极，其电压放大倍数小于且接近于1，
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电子电路开放实验
输入信号与输出信号是同相的，即输出信号基本上是随输入信号变化而变化，因此它又称为射极跟随器。由于射极跟随器的输入电阻高，向信号源索取的电流小；输出电阻小，有较强的带负载能力；因此它可以作为信号源或低阻负载的缓冲级，也可以在多级放大电路中作为输入级，以提高输入电阻，向信号源索取较小的电流，保证放大精度；同时也可以作为多级放大电路的输出级，用以增大带负载的能力。但由于基极偏置电阻的存在使输入电阻降低，从而发挥不出输入电阻高的优点；通常采用自举电路来起到大大提高输入电阻的作用；在使用射极跟随器的时候，要注意最大不失真输出电压的幅度，即跟踪范围。为了尽可能增大跟踪范围，应当把静态工作点安排在交流负载线的中点。
（2）静态工作点的调整
实验电路通过调节电位器Rp来调节静态工作点。 （3）静态工作点的测量
放大器的静态工作点是指当放大器的输入端短路时，流过三极管的直流电流ICQ、IEQ及三极管极间直流电压VCEQ、VBEQ 。
静态工作点的测量就是测出三极管各电极对地直流电压VBQ、VEQ、VCQ ，从而计算得到VCEQ和VBEQ 。而测量直流电流时，通常采用间接测量法测量，即通过直流电压来换算得到直流电流；这样即可以避免更动电路，同时操作也简单。
VCEQ?VCQ?VEQ VBEQ?VBQ?VEQ IEQ?VEQRe ICQ?(VCC?VCQ)RC
（4）电压放大倍数的测量
电压放大倍数Au是指输出电压Uo与输入电压Ui之比，即Au=Uo/Ui。
测量电压放大倍数时需用示波器观察输出波形；在输出波形不失真的条件下，给定输入信号值（有效值Ui或峰值Uip或峰峰值Uipp），测量相应的输出信号值（有效值Uo或峰值Uop或峰峰值Uopp），则：
UoUopUoppAu???
UiUipUipp （5）输入电阻的测量
输入电阻是指输入信号的电压与电流之比，即Ri=Ui/Ii。 由于实验电路的输入电阻较大，测量仪表的内阻引入则产生的分流作用不能忽略；所以采用图1-2所示的测试方法。
当开关K合上时（即R不接入），测量输出电压为U01，并且U01 = Au×Us 当开关K打开时（即R接入时），测量输出电压为U02，并且U02 = Au×Ui
所以有： Ri?U02UiUi??R Ii(US?Ui)RU01?U02可以证明，只有在U01?U02?U01时测量误差最小；同电阻R的准确度直接影响测量的准确度，电阻R不宜取得过大，否则易引入干扰；也不宜取得过小，否则易引起较大的测量误差。
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12电子电路开放实验
因此，电阻R应选择精密的电阻，同时选取R和Ri一个数量级，且R≈Ri，以减小测量误差。
图1-2 输入电阻测量原理图 图1-3 输出电阻测量原理图
（6）输出电阻的测量
输出电阻的大小表示带负载的能力；输出电阻越小，带负载的能力越强。 输出电阻的测量采用图1-3所示的测试方法。
开关K打开时测出Uo，开关K闭合时测出UoL，测输出电阻为：
Ro?Uo?UoLUo?UoL?RL
UoLRLUoL可以证明，只有在Uo?UoL?Uo时测量误差最小；同时电阻RL的准确度直接影响测量的准确度，因此电阻RL应选择精密的电阻，同时选取RL和Ro一个数量级，且RL≈Ro，以减小测量
误差。
6. 实验内容及步骤 （1）电路搭接
按图1-1搭接电路；注意三极管的管脚、电解电容的极性和电位器的正确接法。检查无误后方可通电。
（2）电路最大不失真状态的调整与测试
① 将直流稳压电源调至9V，正确接入实验电路。输入正弦信号（f =1KHz、Ui=300mV），用示波器观察输出Uo波形。逐渐增加Ui的幅度，输出波形会出现饱和（或截止）失真。调整电位器Rp，直至输入信号略有增加时，输出波形正负半周同时出现失真，说明三极管的静态工作点已被调在交流负载线的中点，电路最大不失真输出状态已调好，记录此时的最大输入电压Ui及最大输出电Uo压于表1-4中。
② 保持电路最大不失真输出状态不变，撤去输入信号，测量三极管的VBQ、VEQ、VCQ及电位器的值Rp（测量时应将电位器与电路完全断开），将测试值记录于表1-1中，计算相关数据。
12表1-1 测试静态工作点
测试数据 测试条件 Rp(KΩ) VCC(V) VBQ(V) VCQ(V) VEQ(V) - 3 -
VBEQ(V) 计算数据 VCEQ(V) IEQ(mA) 电子电路开放实验
最大不失真输出状态
③ 测试电压放大倍数及输入电阻
保持电路最大不失真输出状态不变，输入正弦信号（f =1KHz、Us=300mV），在输出波形不失真的情况下，测量输出电压Uo1 ；然后在信号源和输入端之间串接一个R =39KΩ的电阻，保持Us =300mV不变，测量输出电压Uo2；将测试值记录于表1-2中；计算相关数据；观察并记录输入信号与输出信号的相位关系，绘制相应波形；完成测试后恢复电路。
表1-2 测试电压放大倍数及输入电阻
测试条件 测试数据 R(KΩ) 0 39 f(KHz) Ui(mV) Uo1(mV) Uo2(mV) 计算数据 Au Ri 最大不失真输出状态
④ 测试输出电阻
保持电路最大不失真输出状态不变，输入正弦信号（f =1KHz、Us=30mv），在输出波形不失真的情况下，测量空载（RL不接入）时的输出电压Uo及有载（RL = 22Ω）时的输出电压UoL，将测试值记录于表1-3中；计算输出电阻Ro；完成测试后恢复电路。
表1-3 测试输出电阻
测试条件 测试数据 RL(Ω) ∞ 22 f(KHz) Ui(mV) Uo(mV) 计算数据 Ro(KΩ) 最大不失真输出状态
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（3）测试静态工作点的改变对最大动态范围的影响
输入正弦信号（f =1KHz）；调节电位器Rp，使IEQ改变为不同值时，测量对应的最大动态范围，将测试数据记录于表1-4中。
表1-4 测试最大动态范围
测试条件 测试数据 UEQ(V) 最大不失真输出状态 IEQ(mA) 最大输入电压Ui(mV) 最大输出电压Uo(mV）
7. 实验报告要求
（1）整理实验数据，填入相关表格；绘制相应波形。 （2）将测试数据与估算值相比较，分析误差产生的原因。 （3）总结射极跟随器的特点。
（4）根据测试数据，总结静态工作点对最大动态范围的影响。
8. 思考与分析
（1）如何提高射极跟随器的输入电阻？
（2）分析实验电路中基极偏置电阻对输入电阻的影响？ （3）分析图1-4所示电路的作用。
- 5 - 图1-4
