实验目的

本次实验旨在深入理解单级共射极放大电路的工作原理，掌握其静态工作点的设置方法，熟悉放大倍数、输入电阻和输出电阻等重要参数的测量与计算，并探讨电路性能与元件参数之间的关系，最终能独立搭建和调试一个性能符合要求的单级放大电路。

实验原理

单级共射极放大电路是晶体管放大电路中最基本、也是最常用的结构之一。其核心工作原理是利用晶体管的电流放大效应，将微弱的输入信号放大后输出。为了保证放大电路的正常工作，首先需要合理设置静态工作点，即晶体管的静态工作电流Ic和集电极-发射极电压Vce。静态工作点直接影响放大电路的放大倍数、线性范围和稳定性。

共射极放大电路的放大倍数（Av）主要由集电极电阻Rc和发射极交流电阻re决定，近似公式为Av ≈ -Rc/re。输入电阻（Ri）主要取决于晶体管的β值和re，近似公式为Ri ≈ βre。输出电阻（Ro）近似等于集电极电阻Rc。

实验中，通过调整偏置电阻，可以改变静态工作点。通过测量输入输出电压，可以计算放大倍数。通过测量输入输出电流，可以估算输入输出电阻。

实验材料

直流稳压电源

信号发生器

示波器

万用表

面包板

电阻（不同阻值，包括偏置电阻）

电容

NPN型晶体管（例如 9013, 8050）

连接导线

实验步骤

1. 电路搭建：

在面包板上搭建单级共射极放大电路。按照电路图连接各个元件，注意元件的极性。务必保证接线牢固可靠，避免虚焊或接触不良。

2. 静态工作点设置：

断开输入信号源，仅连接直流稳压电源。调节偏置电阻的阻值，使晶体管的集电极-发射极电压Vce约为电源电压的一半，并记录此时的静态工作电流Ic和Vce。注意观察晶体管的温度，避免因电流过大而烧毁。可以使用万用表测量各点电压，判断静态工作点是否合理。

3. 信号输入与观察：

将信号发生器连接到放大电路的输入端，设置信号的频率和幅度。使用示波器观察输入和输出信号的波形。缓慢增大输入信号的幅度，观察输出信号的变化。

4. 放大倍数测量：

在输出信号不失真的前提下，测量输入信号的峰峰值Vipp_in和输出信号的峰峰值Vipp_out。放大倍数 Av = Vipp_out / Vipp_in。计算放大倍数的理论值，与测量值进行比较，分析误差原因。

5. 输入电阻测量：

在输入端串联一个已知阻值的电阻Rs。测量信号源的开路电压Vs，以及串联电阻Rs两端的电压Vr。输入电阻 Ri = Rs (Vr / (Vs - Vr))。注意信号源的内阻对测量结果的影响。

6. 输出电阻测量：

在输出端并联一个已知阻值的电阻Rl。测量未并联负载电阻时的输出电压Vo，以及并联负载电阻后的输出电压Vl。输出电阻 Ro = Rl (Vo - Vl) / Vl。

7. 频率响应测量 (可选):

改变输入信号的频率，保持幅度不变，测量不同频率下的放大倍数。绘制频率响应曲线，分析放大电路的频率特性。观察高频和低频时放大倍数的变化，并分析原因。

实验数据记录与分析

| 项目 | 数据 | 单位 |

| -------------- | ---------- | ---- |

| 电源电压Vcc | | V |

| 静态Ic | | mA |

| 静态Vce | | V |

| 输入信号频率 | | Hz |

| 输入信号峰峰值 | | V |

| 输出信号峰峰值 | | V |

| 放大倍数Av | | |

| 输入电阻Ri | | kΩ |

| 输出电阻Ro | | kΩ |

分析：

比较理论计算值与实验测量值，分析误差来源。可能的原因包括元件参数的误差、测量仪器的精度限制、以及电路模型的简化。

分析静态工作点对放大电路性能的影响。不同的静态工作点会影响放大倍数、线性范围和稳定性。

分析偏置电阻的选择对静态工作点的影响。合理的偏置电阻可以保证静态工作点的稳定性。

分析输入信号幅度对输出信号的影响。过大的输入信号会导致输出信号失真。

实验结果与讨论

本次实验成功搭建了单级共射极放大电路，并对其静态工作点、放大倍数、输入电阻和输出电阻等参数进行了测量。实验结果表明，实际测量值与理论计算值存在一定的误差，这主要是由于元件参数的误差和测量仪器的精度限制造成的。通过调整偏置电阻，可以有效地改变静态工作点，从而影响放大电路的性能。实验过程中发现，过大的输入信号会导致输出信号失真，这说明放大电路的线性范围是有限的。

实验结论

通过本次实验，对单级共射极放大电路的工作原理有了更深入的理解，掌握了其静态工作点的设置方法和主要参数的测量方法。认识到实际电路与理论模型的差异，以及元件参数对电路性能的影响。本次实验为后续学习更复杂的放大电路打下了坚实的基础。 尝试通过调整耦合电容的大小来观察对低频信号放大效果的影响，并且在集电极电阻上并联一个二极管进行保护，避免大电流损坏晶体管。