NPN三極管分壓偏置電路

一、實驗目的

1．測量NPN管分壓偏置電路的靜態工作點。

2．估算電路的基極偏壓Vb，并比較測量值與計算值。

3．估算發射極電流Ie和集電極電流Ic，并比較測量值與計算值。

4．估算集—射電壓Vce　,并比較測量值與計算值。

5．根據電流讀數估算直流電流放大系數β。

6．測試分壓偏置電路的穩定性。

二、實驗儀器

  2N3904  NPN三極管                     1個

  20V直流電源                           1個

  直流電壓表                            2個

  0—10mA直流電流表                     2個

  0---50uA直流電流表                     1個

  電阻  660Ω                                                      1個

        2KΩ                                                      2個

        10KΩ                                                     1個

三、實驗原理

NPN管分壓式電路如圖1所示。在晶體管的輸出特性曲線上，直流負載線與橫軸的焦點為集電極電流等于零時的集-射電壓Vceo=Vcc,與縱軸的交點為集-射電壓等于零時的集電極電流Ice=Vcc/(Rc+Re)。

圖1 分壓式偏置電路

    放大器的靜態工作點Q一般位于直流負載的中點附近，由靜態集電極電流Icq和靜態集-射電壓Vceq確定。當流過上偏流電阻R1和下偏流電阻R2的電流遠遠大于基極電流時，基極偏壓Vb由R2和R1分壓確定

                        Vb=R2Vcc/(R1+R2)

  發射極電流Ie可用發射極電壓Ve除以發射極電阻Re求出，而Ve=Vb-Vbe,所以

                        Ie=(Vb-Vbe)/Re

  靜態集電極電流Icq近似等于發射極電流Ie

                        Icq=Ie-Ib≈Ie

  靜態集-射電壓Vceq可用克希霍夫壓定律計算

圖1 分壓式偏置電路
 
                           β=Icq/Ibq

四、實驗內容

1．在EWB平臺上建立如圖1所示的分壓式偏置電路。單擊仿真電源開關，激活電路進行動態分析。

2．記錄集電極電流Icq、發射極電流Ie、基極電流Ibq、集-射電壓 Vceq和基極電壓Vb的測量值。

3．估算基極偏壓Vb,并比較計算值與測量值。

4．取Vbe的近似值0.7V,估算發射極電流Ie和集電極電流Icq,并比較計算值與測量值。

5．由Icq估算集-射電壓 Vceq,并比較計算值與測量值。

6．由Icq和Ibq估算電流放大系數β。

7．單擊晶體管T,下拉電路菜單Circuit選擇模式命令Model,選擇晶體管2N3904。再出現的晶體管模式對話框中單擊編輯按扭Edit，著可顯示2N3904的參數表。將表中的Forward Current Gain Coeffient,即β，從原來的204改為100，然后單擊接受按扭Accept,以便測試晶體管參數變化對分壓式電路工作電的影響。單擊仿真電源開關，進行動態分析。記錄集電極電流Ic、基極電流Ib和集-射電壓Vce.

8．  比較Ic、Ib和Vcc的新舊值，分析β值變化對靜態工作點的影響。

9．將β值改為原來的204，單擊“接受”。

五、思考與分析

1．靜態工作點設在直流負載線的中點附近有和好處？

2．靜態工作點的估算值與測量值比較情況如何？

3．當晶體管的的β值發生變化時，分壓式偏置電路的靜態工作點能穩定嗎？