2-2解锁三极管基本放大电路

Multisim14.3电路仿真实训教程模块二

模拟电路设计与调试实训

《Multisim14.3电路仿真实训教程》项目二

解锁三极管基本放大电路

职业岗位群应知应会目标（1）能识记三极管的输入/输出特性曲线的基本形态，以及共发射极、共基极、共集电极3种放大电路的核心结构;（2）能描述静态工作点（Q点）的定义及关键参数，以及饱和失真与截止失真的典型波形特征;（3）能熟练使用Multsim14.3搭建三极管特性测试电路与3种放大电路，正确配置DCSweep、傅里叶分析等仿真参数；（4）能通过调节基极偏置电阻设置静态工作点，精准观测并区分饱和失真与截止失真，掌握基础失真的校正方法；（5））塑造精益求精的工程素养，能通过精准调整电路参数优化静态工作点，实现低失真信号放大，践行严谨的技术规范。《Multisim14.3电路仿真实训教程》项目目录

任务一

测试三极管输入/输出特性曲线任务二

调试共发射极放大电路任务三

对比共基极与共集电极放大电路的特性项目二

解锁三极管基本放大电路知识链接

《Multisim14.3电路仿真实训教程》图2-15三极管的输入特性曲线

知识链接

《Multisim14.3电路仿真实训教程》图2-16三极管的输出特性曲线

知识链接二、共发射极放大电路估算法三极管放大电路有3种结构，如图2-17所示，分别是共发射极放大电路、共集电极放大电路、共基极放大电路，其中共发射极放大电路是模电中研究最多的电路结构。《Multisim14.3电路仿真实训教程》图2-17三极管的3种电路结构

知识链接二、共发射极放大电路估算法1.估算静态工作点2.估算输入电阻、输出电阻和放大倍数《Multisim14.3电路仿真实训教程》图2-18共发射极放大电路

知识链接三、波形失真波形失真（Distortion）又称畸变，指信号在传输过程中与原有信号或标准信号相比所发生的偏差。波形失真可分为线性失真和非线性失真。线性失真是指信号通过线性系统后，输出信号与输入信号相比，仅在幅度、相位或频率等方面发生了与频率呈线性关系的变化，而没有产生新的频率成分。非线性失真是指信号通过非线性系统后，输出信号中除了包含输入信号原有的频率成分，还产生了输入信号没有的新的频率成分，从而导致信号波形发生了畸变。非线性失真包括谐波失真、互调失真和交越失真。总谐波失真（THD）关注的是采样范围内所有的谐波成分，用其评估谐波失真更准确。总谐波失真测试是最常见的非线性失真测试项目。《Multisim14.3电路仿真实训教程》知识链接

《Multisim14.3电路仿真实训教程》图2-19静态工作点和非线性失真

一、测试三极管输入特性曲线任务一测试三极管输入/输出特性曲线图2-20三极管输入特性曲线分析电路的仿真电路（一）电路构建（二）电路的仿真与分析任务一测试三极管输入/输出特性曲线1.电路仿真（1）直流扫描参数配置。采用Multisim14.3的AnalysesandSimulation中的DCSweep（直流扫描）功能，设置直流压电源V1的开始电压为0，停止电压为1V，增量为0.1V，设置直流压电源V2的开始电压为0，停止电压为4，增量为0.1V，如图2-21所示。图2-21直流扫描参数配置（二）电路的仿真与分析任务一测试三极管输入/输出特性曲线1.电路仿真（2）输出变量选择。在“输出”选项卡中，将I(Q1[IB])“添加”到“已选定用于分析的变量”列表框中，如图2-22所示，单击“Run”按钮，生成图2-23。图2-22输出变量选择（二）电路的仿真与分析任务一测试三极管输入/输出特性曲线

图2-23三极管输入特性曲线二、测试三极管输出特性曲线任务一测试三极管输入/输出特性曲线（一）电路构建图2-24三极管Ⅳ分析电路的仿真电路二、测试三极管输出特性曲线任务一测试三极管输入/输出特性曲线（二）电路的仿真与分析1．电路仿真单击IV分析仪，先选择正确的三极管类型，然后在“仿真参数”对话框中设置输出特性曲线参数，如图2-25所示。图2-25仿真参数设置二、测试三极管输出特性曲线任务一测试三极管输入/输出特性曲线（二）电路的仿真与分析图2-26三极管输出特性曲线

一、静态工作点的仿真与分析任务二调试共发射极放大电路（一）电路构建图2-27基极可调共发射极放大电路的仿真电路任务二调试共发射极放大电路（二）电路的仿真与分析图2-28静态工作点扫描变量采用Multisim14.3的AnalysesandSimulation中的直流工作点功能，按照图2-28，在“输出”选项卡中，将I(Q1[IB])、I(Q1[IC])、V(1)“添加”到“已选定用于分析的变量”列表框中，单击“Run”按钮，生成图2-29。图2-29静态工作点直流扫描结果1.电路仿真任务二调试共发射极放大电路（二）电路的仿真与分析

2.仿真分析图2-30三极管模型参数二、放大性能的仿真与分析任务二调试共发射极放大电路（一）电路构建图2-31共发射极放大电路的仿真电路二、放大性能的仿真与分析任务二调试共发射极放大电路（二）反相放大性能的仿真与分析

图2-32共发射极放大电路输入/输出波形二、放大性能的仿真与分析任务二调试共发射极放大电路（二）反相放大性能的仿真与分析2．仿真分析

二、放大性能的仿真与分析任务二调试共发射极放大电路（三）饱和失真的仿真与分析

图2-33饱和失真波形二、放大性能的仿真与分析任务二调试共发射极放大电路（三）饱和失真的仿真与分析1．电路仿真（2）设置失真分析仪并记录THD。失真分析仪参数设置如图2-34所示，失真分析仪的基本频率与电路输入频率一致，设为1KHZ，分解频率设为100HZ，显示设为“%”，谐波阶次设为10，FFT点数为默认值。图2-34失真分析仪参数设置二、放大性能的仿真与分析任务二调试共发射极放大电路（三）饱和失真的仿真与分析2．仿真分析（1）THD说明了什么问题？（2）请记录两个探针的值，结合三极管输出特性曲线，分析三极管的饱和失真有哪些基本现象？二、放大性能的仿真与分析任务二调试共发射极放大电路（四）三极管截止失真的仿真与分析

图2-35截止失真波形二、放大性能的仿真与分析任务二调试共发射极放大电路（四）三极管截止失真的仿真与分析1．电路仿真（2）通过傅里叶分析验证THD。采用Multisim14.3的AnalysesandSimulation中的傅里叶分析功能，在“分析参数”选项卡中设置基本频率和谐波数量，要求这两个参数与失真分析仪保持一致，如图2-36所示。图2-36傅里叶分析参数配置TSTOP采用估算值，在“输出”选项卡中设置V(6)为输出端电压，单击“Run”按钮，生成傅里叶分析数据，如图2-37所示。二、放大性能的仿真与分析任务二调试共发射极放大电路（四）三极管截止失真的仿真与分析图2-37傅里叶分析数据二、放大性能的仿真与分析任务二调试共发射极放大电路（四）三极管截止失真的仿真与分析2．仿真分析（1）请记录两个探针的值，结合三极管输出特性曲线，分析三极管截止失真时，基本现象有哪些？（2）观察傅里叶分析数据中的THD与失真分析仪中的THD是否一致。一、共基极放大电路特性仿真任务三对比共基极与共集电极放大电路的特性（一）电路构建图2-38共基极放大电路的仿真电路2．仿真分析

任务三对比共基极与共集电极放大电路的特性一、共基极放大电路特性仿真（二）电路的仿真与分析1．电路仿真开启仿真，观察示波器上的输入/输出波形，如图2-39所示。

图2-39共基极放大电路输入/输出波形二、共集电极放大电路特性仿真任务三对比共基极与共集电极放大电路的特性（一）电路构建图2-40共集电极放大电路的仿真电路2．仿真分析（1）通过万用表测量输出电压的有效值为

，计算共集电极放大电路的电压放大倍数约为

，且

。计算得出放大电路带负载和空载时对电压放大倍数影响

。（2）示波器的显示波形表明输入与输出信号相位