单管共射放大电路的仿真实验报告

1、单管共射放大电路的仿真姓名:学号:班级:仿真电路图介绍及简单理论分析电路图:电路图介绍及分析:上图为电阻分压式共射极单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用 RB1和RB2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻RE，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号ui后，在放大器的输出端便可得到一个与ui相位相反，幅值被放大了的输出信号U0，从而实现了电大的放大。元件的取值如图所示。静态工作点分析(bias point ): 显示节点：仿真结果:静态工作点分析：VCEQ=1.6V, ICQ 1.01mA , 心 ICQ/ ?电路的主要性能指标:理论分析:设？ =80，VBQ =2.8vVE

2、Q=VBQ-VBEQ=2.1v rbe 2.2k QRi=1.12k Q,Ro 8.3 k QAu=- 3RL /rbe=56.7仿真分析:输出电阻:输入电阻:Ri=0.86k QRo 756 k Q输入电压:输出电压:Au=51.2在测量电压放大倍数时，Au=- 3Rl /rbe,根据此公式计算出来的理论值与实际值存在定的误差。引起误差的原因之一是实际器件的B和rbe与理想值80和200 Q有出入。在测量输入输出阻抗时，输出阻抗的误差较小，而输入阻抗的误差有些大， 根据公式Ri=R B/ r be,理论值与实际值相差较大应该与B和rbe实际值有很大关系。失真现象:1. 当Rb1,Rb2,Rc

3、 不变时，Re小于等于1.9 k Q时，会出现饱和失真当Re大于等于25 k Q时，会出现较为明显的截止失真2. 当Rb1,Rb2, Re 不变时，Rc大于8.6 k Q时，会出现饱和失真；S3Ground 斥|Time bdMt S Mtt&EX pofiikin aoaCharnel|ao协蚀1 pcshion I 沖|3叵丄 M亘I Oscilloscope-TfiggerEdge 土 hLevel I COO B I Bet Channel BVgw竺丄3. 当Rb1, Rc, Re 不变时，Rb2大于10.4 k Q时，会出现饱和失真当Rb1, Rc, Re 不变时，Rb2小于5.6

4、 k Q时，会出现截止失真可 Oscilloscope-Il EKpHnd ICncunti叭护二&6官ZZB 匕询 Rmpfrne baieI 百:PnedHXpwrtion | 刖井 盼 I/VBi I-Channel aI沖nfVVR圧y PMitkn I Q. 耳 M I 0 (II3 宓 II 沪 B E-匚hazel B 百冲a 丫 position I 冃ACl 0I*4.当Rb2, Rc, Re 不变时，Rb1小于32 k Q时，会出现饱和失真动态最大输出电压的幅值:改变静态工作点，我们可以看到有波形出现失真。静态工作点偏低，出现截止失真；静态工作点偏高，出现饱和失真。放大电路

5、的幅频相应和相频相应:测出温度变化对静态工作点的影响:第四章结论通过以上实验可知，仿真所得值与理论计算基本一致。偏置电路采用 RB1和RB2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻RE，以稳定放大器的静态工作点。放大器在线性工作范围内，可以将信号不失真地放大，超过这个线性范围后， 其输出信号将 产生非线性失真。要得到不失真的放大效果，必须设置合适的静态工作点。基极的电压是与直流工作电压成线性关系,Vbq=R B2/(R B1+R B2)*Vcc，即 Vbq 应与 Vcc成线性关系。在电压频率特性曲线中， 可以得到电路的通频带。 通频带的宽度表明放大电路对不同频率信Au。同时发现，输入输出号的放大能

6、力。在瞬态波形上，可以读出输入和输出电压的峰值，从而求出增益 电压相位相反。设定Rl为全局参数后，Rl变大，Vo变大。输出电压变大，电压增益会变大。即随着负载 的增大，输出电压和增益都会增大。通过以上的仿真结果及分析，我们发现仿真结果和理论结果大体是一致的。所以仿真是成功 的。理论分析:引起误差的主要原因是在理由以上结果可知，理论分析的值与仿真分析的值相对误差较小,论分析时，Vbe取0.7V ,而在实际电路中，由管的材料性质本身决定的Vbe不到0.7V。另外，三极管的放大倍数也不是理想的150，有一定的误差。1.直流特性扫描分析(DC sweep ) 参数设置:Simulation Setti

7、ngs - niiyimD血 CollectionIncltid FilesOptionsIGnraAmalytisIFrfltt tfiiidowLbbrsri 4s J StimulusMalysis type：OptionsSPr 1 mary SweepQSecondaa-y Sweep QMoiktft C4rls/Writ 三 QPar乞农芭岂生I |T emparatur e (Sw eep Save Bi as F qiiktSwet卫 variableC广r广 7ein Ewe* typeLine arV泗总：tol.fcldl1卩d1:厂直厂Voltftgfc sDTirc

8、Curr nt louriGlobal parametiNodal paranataS*rt. J一, EndLogarith/ni I Decide |Increment:C ViLire li帮肋确走 IQ V(Rb2:2)V_VCCVbq=R B2/(R B1+RB2)*VCC , Vbq应与Vcc成线性关系，所以仿真结果与理论分析很符合。2.交流小信号频率分析(AC sweep )参数设置:Sitnulation Settings - mybmOptiORSIGintrilAmalytisIFrott WindowLibrari *! J StimulusMalysis type.|A

9、C Swepp/Noisept ions-ACTyre广 Lineur 價 Lg 耳 ari ttuTkiBsc axle JStartEndP Dint s_/Pe c adQMonte Carlo/Aorst C號 QFar unatric wap QTeiftjerature (Swtep)I Save as Point 匚oaJ Bi as P vint-Noisfl Analysisf Enibl ed OvtpuTIVIzih mrrOutput Fil ptioiLiI Include detailed bi as poirit infarnitjoil forEionljnsa

10、r controlled soutces udTII* H-iTh h幅频响应曲线:80V确定 I 取消 I帮助(1.9401K,67014)亠严-Hd.、/,/t/、IIIHill40V100Hz1.0KHZ10KHz100KHZ1.0MHz10MHz100MHzFrequency0V10HzgV(RL2)通频带为13.122MHz，增益为67.014输入电阻的频率响应曲线:12K8K4K010Hz100Hz10KHZ100KHZ1.0MHz口 V(Vs:+) / l(Vs)12K10Hz10MHz100MHzFrequency| I(1 000(,c CCCCI/、z*士98K4K010K

11、Hz100KHz1.0MHz10MHz100MHz1.0KHz回 V(Vs:+) / I(Vs)Frequency信号1KHz时，输入电阻为 2.8328K改变电路图:VCCVCC广0输出电阻的频响曲线:-04.0K111(1.0000K,2.8374K)-*1V2.0K1.0kHz100Hz10KHz100KHz1.0MHz10MHz100MHz010HzgV(Vs:+) / I(Vs)Frequency信号1KHz时，输出电阻为 2.8374K理论分析:lBQ=0.01mArb e=V T/I BQ =2.6K Qrbe= r b e+ r bb =2.9 K QRb=34.12 K QR

12、i=R B /rbe =2.67 K QRo=R c=3 K QAu=-624.瞬态特性分析(Transient Analysis参数设置:simulation Settings - miyimOption:IGintrilAmalytisD&tb ColltctiI Incltid* Fi15IFrobt tfiiido*Librari *! I StimulusMalysis type：|TirBe Pom爼in CTraitsiRun toA lidsOptionsStart saving data |QsecondsTruxLTLt opiLonsQMonte Carlo/Aorst

13、C號 QPar unatric Swap QTeiftjerature (Swtep) |5aTe as Point 匚 oai Bias P QintHiKimuin step |luseccikds華ip the iRitLal tr ansi ent bias point calcul：上put File Opti ons.确定 I取消 I应用)仿真结果:Time绿色的为输入电压，红色的为输出电压 输入电压最大值 Vimax =5mv，输出电压最大值 Vomax =349.314mv增益|Au|=V omax /V imax =69.863,大于理论值。造成误差的原因是，实际上输出的最大

14、值是不相等的，因而求出的最大值可能会偏大，造成求出的增益偏大。加大输入电压峰值时，可以看到明显的输出波形失真2.0VTime5.参数扫描分析(Parametric Analysis)设定Rl为全局参数参数设置:-0Simulation Settings - my或mOption:IGintrilAmalytisD&tb ColltctiI Incltid* Fi15IFrobt VihdawLibrari *! I StimulusMalysis type：Tine DomainCTraitsi OptionsIGenELal Set tings QMonte Carlo/Aorst C號QT

15、eiftjerature (Swtep) |5aTe as Point 匚 oai Bias P QintSwetp variableVoltftgfc soTirc Curr nt louriClot al parametiC Nodal paranatfl 广 7emtr Linearl b .dlL.,|, End厂 Logarith/nil D* cih -ncr&ment:0 5k pT O.Eka定 I.取消 I应用仿真结果:1.0V0V-1.0V0s网盘SMS 罰 齢境UM. fwhh HUH罠2血 inn 、靈曹 FJaunI.VK0.5ms* , . V(Cc:2)1.0ms

16、1.5ms2.0ms* . V(Cc:2)Time2.5ms3.0ms3.5ms4.0msRl变大，Vo变大。输出电压变大，电压增益会变大。理论分析，Au=- 3Rl/ r be+( 3+1)R E1, Rl=Rl/Rc, Rl变大,Rl变大，增益会变大,输出电压会随着负载电阻的增大而增大。第四章结论通过以上实验可知，仿真所得值与理论计算基本一致。偏置电路采用 RB1和RB2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻RE，以稳定放大器的静态工作点。放大器在线性工作范围内，可以将信号不失真地放大，超过这个线性范围后， 其输出信号将 产生非线性失真。要得到不失真的放大效果，必须设置合适的静态工作点。基极的电压是与直流工作电压成线性关系,VbQ=R B2/(R B1+R B2)*VCC，即 VbQ 应与 VCC成线