晶体管单管放大电路实验中出现的问题及改进措施

宋俐荣 晏军

1 四川邮电职业技术学院 成都 610067 2 西华大学安德校区 成都 611732

晶体管单管放大电路实验中出现的问题及改进措施

宋俐荣1晏军2

1 四川邮电职业技术学院 成都 610067 2 西华大学安德校区 成都 611732

在模拟电子技术的共射极单管放大电路实验中，出现与理论不相符的现象，在输入为正弦交流信号的情况下，输出端却观察不到同频率的放大的正弦交流信号，取而代之的是一调幅信号。通过对实验系统的观察分析，发现出现这种现象是因为实验板的较宽的铜箔导线之间存在分布电容。由此确定实验系统的改进措施，即在三极管的基极和射极之间加一电容，最终问题得以解决。

正弦交流信号；铜箔导线；分布电容；自激振荡

Abstract The result of monotube magnifying experiment is not corresponding with the theory. When the sine alternating signal is input an amplitude modulation signal can be found instead of the magnified alternating signal with the same frequency. After systematic analysis of the experiment,the cause has been found, that is, the distributed electronic capacity between the copper wire in the experiment board. In order to solve the problem, an electronic capacity will be applied between the base and the emitter of a transistor.

Key words sine alternating signal; copper wire; distributed electronic capacity; self-oscillation Author’s address

1 Sichuan Post and Telecommunication College, Chengdu, China 610067

2 Xihua University at Ande, Chengdu, China 611732

对于通信技术类或电子信息类的各专业，都要开设专业基础课程模拟电子技术。而对于邮电职业技术学院的学生，模拟电子技术实验是培养、提高学生动手能力的不可或缺的一种途径、手段，因此又尤为重要。

1 实验中遇到的问题

本校使用江苏省启东达爱思计算机有限公司的模拟电路综合实验系统。利用这套模拟电路综合实验系统，可以做“晶体管单管共射极放大电路”实验。此实验需要测试单管共射极放大电路的静态工作点及电压放大倍数。在测量电压放大倍数时，将由函数发生器产生的频率为1 KHz的正弦交流信号作为放大电路的输入信号iu从放大电路输入端输入，并用示波器观察放大电路输出端的信号ou 的波形，当输出信号ou 波形不失真时，用交流数字毫伏表分别测量输入电压有效值iU、输出电压有效值oU，从而计算出放大倍数Au。实验电路图如图1所示[1]。但在实验过程中，有几组学生在放大电路输入端输入1 KHz正弦交流信号的情况下，在输出端用示波器并没有观察到被放大的不失真的正弦波信号，取而代之的是图2所示波形。并且观察到在没有外加输入交流信号的情况下，输出端居然输出类似的频率相当高的交流信号，如图3所示。这种现象给学生和教师带来很大的困扰，对于学生掌握单管共射放大电路的相关知识是不利的。

2 问题成因的分析

事后专门请厂家的技术人员前来维修解决此问题，但他们仍然找不到问题的关键。后来针对此现象做了理论分析，从示波器上观察到的输出波形应该是正弦波经过一较高频率信号（估算频率大于万赫兹）调幅过的交流信号，即输出波形有点像是1 KHz的正弦交流信号叠加上一个频率上万赫兹的信号合成的。但这个高频率的信号从哪里产生的呢？是干扰信号？但这信号还算稳定，不应该是干扰信号。通过对这套模拟电路综合实验系统的仔细观察，发现其中放大电路实验中用到的单管放大电路实验为PCB印制板。如图4所示，实验板上连接各独立元器件管脚的铜箔导线都做得比较宽（导线宽度约为8 mm，各管脚的宽度约为13 mm）。正因为如此，导线与导线之间，晶体三极管的3个电极与公共地之间就有了一定的不可忽略的分布电容。而实验中还要连接用到一些导线，这些导线具有一定的电感性质。如果这些分布电容和这些感性的导线刚好构成一个LC正弦波振荡电路的话，而当分布电容的大小和导线的电感刚好又满足自激振荡条件，就会产生一个正弦波信号。但分布电容和导线的电感应该比较小，用万用表测三极管各极之间以及三极管各极与公共地之间的分布电容，大致在十几pF到几十pF不等。而导线的电感又很小，根据谐振频率公式[1]计算得到自激振荡所产生信号的频率应该在数万甚至数十万赫兹以上，所以出现上述情况也就在情理之中了。

3 改进的措施

如果以上分析的原因是正确的话，那么要解决“晶体三极管放大电路”中出现较高频率信号的问题，就要想办法破坏自激振荡的相位平衡条件。由此，在实验板中三极管的集电极和基极之间加一个10 pF的贴片电容，如图4所示，这样自激振荡的相位平衡条件就无法满足，理论上讲之前观察到的现象应该消失。

为了验证此结论，用示波器来观察此改进后的放大电路的输出波形。结果表明，当输入1 KHz的正弦交流信号，在放大电路的输出端也是一个1 KHz的被放大的正弦波信号，确实不再出现上述的万赫兹以上的高频率的信号，实验中出现的问题得到切实解决。于是发动学生把每个晶体三极管放大电路实验板的三极管的集电机和基极之间都焊接上一个10 pF的贴片电容，在后续的实验中就再没有出现上述问题。

在整个电路板的分析、改造过程，全程让学生参与，大大提高学生的动手能力及分析问题、解决问题的能力，提高了学生对电子技术的兴趣，同时促进电子技术这门历届学生都感觉学起来比较吃力课程的理论教学。

[1]周雪.模拟电子技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005

Problems in Monotube Magnifying Experiment and Improvement Methods/

/Song Lirong, Yan Jun

G642.423

B

1671-489X(2011)09-0102-02

10.3969/j.issn.1671-489X.2011.09.102

作者：宋俐荣，硕士，研究方向为电子信息、微波技术。