实验三晶体管放大器分析与设计样本

1、实验三晶体管放大器分析与设计实验目的：1. 熟悉仿真软件Mulitisim 的使用，掌握基于Mulitisim 的瞬态仿真方法。2. 熟悉POCKETLA硬件实验平台,掌握基于功能的使用方法。3. 经过软件仿真和硬件实验验证，掌握晶体三极管放大器的分析和设计方法。4. 经过软件仿真和硬件实验验证，掌握场效应管放大器的分析设计方法。实验预习：在图3-1所示电路中,双极性晶体管2N3094的0 1=120, V(BEon)=0.7v。根据实验二的直流工Aa/ln：VCC<?-G-】(甲】(9 1 j r 1【1叩作点,计算该单级放大器的电压增益 Av.填入表3-1.：L： ： ： ： ： ：

2、 ： LRC1 :R1：<4QKQ : : ： <471(0：: T1 rco4CC1Tl-:初隨: - 2M04 口口口口IN 口口口j 1BKHZ5 :：Lr£1>2Q(rQ图3-1解：其交流通路等效电路如图3-11所示.由实验三可知其直流工作点为：Rbe=26/3.662k=7.1kRi=(7.1+121*0.2) =31.3k Ai=120*4.7/1004.7=0.5614Av=0.5614*1000/31.3=17.935图 3-11实验内容晶体三极管放大器仿真实验1. 根据图3-1所示电路,在Multisim中搭建晶体三极管2N3094单级放大电路。加

3、入峰峰值 =50mv频率等于10khz的正弦波。结果查看：采用示波器XCS1,查看输入输出两路波形。并用测量工具，测试输入输出波形的 峰峰值,计算得到电压增益Av,填入表格3-1.表3-1 :晶体三极管放大器增益计算值仿真值实测值放大器增益Av17.93517.72619.122. 変输入信号峰峰值,取Vinpp=100mv, Vinpp=200mv, Vinpp=300mv,重新进行瞬态仿真和频谱分析，截取各输入条件下的输入输出波形图和频谱分析图，填入表3-2.表3-2:不同输入情况下的输入输出波形图王 9.917kH2二 1B.D50 dB频谱分析瞬态波形图Vin pp=50mv(1) K

4、MV, 5»nW.917 kHr'12,5S5 dB频谱分析瞬态波形图Vin pp=100mv瞬态波形图频谱分析Vin pp=200mv9,917 kHz-Z75S dB 帀瞬态波形图频谱分析Vin pp=300mv思考题：请说明不同输入情况下的输出波形有何差异，并尝试解释其原因。答：输入交流电压越大，输出波形的失真度越大。因为放大器的电压传输是非线性的，当输入电压比较小时，传输为近似线性，当输入电压增 大，电压达到非线性的区域，就会出现输出波形失真的情况。3. 取输入信号为Vinpp=100mv,在信号源上串联一个电阻表征信号源内阻,如图3-3所示。取 该电阻为50、1k和

5、10k欧姆重新进行仿真，截取不同电阻情况下的输入输出波形图，并 估算电压增益Avs,填入表3-3.R14OKQ0 = 口口口10-wvCCT；T3J2N39ISOrnVpk 1QkHz -Tarl 口口吕IN0 口口口R2 :2CKQ:LRE1 : (J图3-3信号源内阻表3-3不同信号源内阻的输入输出波形图源增益电压：17.516.08.75R=50 欧R=1k 欧R=10k欧思考题：请说明不同源电阻情况下的电压增益的差异，并据此估算出晶体管放大器的内阻答：源电阻越大，输出电压的增益越小17.5=AvRi/(50+Ri)16=AvR”(1k+Ri)8.75=AvRi/(10k+Ri).因此 Ri=9.862k.4. 改变旁路电容CE1,将其接在节点5和地之间,重新仿真图3-1,观察到什么现象？为什么? 改变输入信号幅度，重新获得不失真波形，并测得此时的电压增益，与原电压增益比较， 得到何种结果？请解释原因，并将两种增益值填入表3-4中。当CE1接5-0时输入输出波形如下：CE1接于7-0CE1接于5-0i)®mv. SOOinV/ ZAuto J-1 ffV表3-4: CE1不同接法时的放大器增益CE1接于7-0CE1接于5-0电压增益Av17.72665分析:从图中能够看出当CE1接于7-0的时候输出电压的失真度较小近似为不是真波形 ,当CE1接于5-0的