NPN三极管分压偏置电路

一、实验目的

1．测量NPN管分压偏置电路的静态工作点。

2．估算电路的基极偏压V_b，并比较测量值与计算值。

3．估算发射极电流Ie和集电极电流Ic，并比较测量值与计算值。

4．估算集—射电压Vce　,并比较测量值与计算值。

5．根据电流读数估算直流电流放大系数β。

6．测试分压偏置电路的稳定性。

二、实验仪器

  2N3904  NPN三极管                     1个

  20V直流电源                           1个

  直流电压表                            2个

  0—10mA直流电流表                     2个

  0---50uA直流电流表                     1个

  电阻  660Ω                                                      1个

        2KΩ                                                      2个

        10KΩ                                                     1个

三、实验原理

NPN管分压式电路如图1所示。在晶体管的输出特性曲线上，直流负载线与横轴的焦点为集电极电流等于零时的集-射电压Vceo=Vcc,与纵轴的交点为集-射电压等于零时的集电极电流Ice=Vcc/(Rc+Re)。

图1 分压式偏置电路

    放大器的静态工作点Q一般位于直流负载的中点附近，由静态集电极电流Icq和静态集-射电压Vceq确定。当流过上偏流电阻R1和下偏流电阻R2的电流远远大于基极电流时，基极偏压Vb由R2和R1分压确定

                        Vb=R2Vcc/(R1+R2)

  发射极电流Ie可用发射极电压Ve除以发射极电阻Re求出，而Ve=Vb-Vbe,所以

                        Ie=(Vb-Vbe)/Re

  静态集电极电流Icq近似等于发射极电流Ie

                        Icq=Ie-Ib≈Ie

  静态集-射电压Vceq可用克希霍夫压定律计算

图1 分压式偏置电路

                           β=Icq/Ibq

四、实验内容

1．在EWB平台上建立如图1所示的分压式偏置电路。单击仿真电源开关，激活电路进行动态分析。

2．记录集电极电流Icq、发射极电流Ie、基极电流Ibq、集-射电压 Vceq和基极电压Vb的测量值。

3．估算基极偏压Vb,并比较计算值与测量值。

4．取Vbe的近似值0.7V,估算发射极电流Ie和集电极电流Icq,并比较计算值与测量值。

5．由Icq估算集-射电压 Vceq,并比较计算值与测量值。

6．由Icq和Ibq估算电流放大系数β。

7．单击晶体管T,下拉电路菜单Circuit选择模式命令Model,选择晶体管2N3904。再出现的晶体管模式对话框中单击编辑按扭Edit，着可显示2N3904的参数表。将表中的Forward Current Gain Coeffient,即β，从原来的204改为100，然后单击接受按扭Accept,以便测试晶体管参数变化对分压式电路工作电的影响。单击仿真电源开关，进行动态分析。记录集电极电流Ic、基极电流Ib和集-射电压Vce.

8．  比较Ic、Ib和Vcc的新旧值，分析β值变化对静态工作点的影响。

9．将β值改为原来的204，单击“接受”。

五、思考与分析

1．静态工作点设在直流负载线的中点附近有和好处？

2．静态工作点的估算值与测量值比较情况如何？

3．当晶体管的的β值发生变化时，分压式偏置电路的静态工作点能稳定吗？