单管共射极分压式放大电路仿真实验报告.docx

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单管共射极分压式放大电路仿真实验报告

单管共射极分压式放大电路仿真实验报告

班级：

电气工程及自动化二班

学号：

141600194

姓名：

辛军奎

单管共射极分压式放大电路仿真实验报告

一、实验目的：

1.学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。

2.掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的

测量法。

3.熟悉简单放大电路的计算及电路调试。

4.能够设计较为简单的对温度稳定的具有一定放大倍数的放大电路。

二、实验要求：

输入信号Ai=5mv,频率f=20KHz,输出电阻R0=3kΩ,放大倍数Au=60，直流电源Vcc=6v,负载RL=20kΩ，Ri≥5k，Ro≤3k，电容C1=C2=C3=10uf。

三、实验原理：

（一）双极型三极管放大电路的三种基本组态。

1.单管共射极放大电路。

（1）基本电路组成。

如下图所示：

（2）静态分析。

IBQ=（Vcc-UBEQ）/RB（VCC为图中RC

（1））

ICQ=βIBQ

UCEQ=VCC-ICQRC

（3）动态分析。

AU=-β（RC//RL）/rbe

Ri=rbe//RB

Ro=Rc

2.单管共集电极放大电路（射极跟随器）。

（1）基本电路组成。

如下图所示：

（2）静态分析。

IBQ=（Vcc-UBEQ）/（Rb+（1+β）Re）（VCC为图中Q1（C））

ICQ=βIBQ

UCEQ=VCC-IEQRe≈VCC-ICQRe

（3）动态分析。

AU=（1+β）（Re//RL）/（rbe+（1+β）（Re//RL））

电压放大倍数恒小于1，而且接近于1。

Ai=-（1+β）

电流放大倍数恒大于1。

Ri=（rbe+（1+β）（Re//RL）//RB

RO≈Re

3.单管共基极放大电路。

（1）基本电路组成。

如下图所示：

（2）静态分析。

IEQ=（UBQ-UBEQ）/Re≈ICQ（VCC为图中RB2

（2））

IBQ=IEQ/（1+β）

UCEQ=VCC-ICQRC-IEQRe≈VCC-IQC（RC+Re）

（3）动态分析。

AU=β（RC//RL）/rbe

Ri=（rbe/（1+β））//Re

Ro≈Rc

（二）由题目，根据Ri较大和稳定要求：

要用分压式直流负反馈共射极放大电路。

1.三极管将输入信号放大。

2.两电阻给三极管基极提供一个不受温度影响的偏置电流。

3.采用单管分压式共射极电流负反馈式工作点稳定电路。

四、实验步骤：

1.选用2N1711型三极管，测出其β值。

（1）接好如图所示测定电路。

为使ib达到毫安级，设定滑动变阻器Rv1的最大阻值是

1000kΩ，又R1=3kΩ。

图〈一〉

其中测ib电流的电流表为微安级，测ic电流的电流表为毫安级。

（2）首先把滑动变阻器的阻值调到最大，求出最小电流ibmin=5.36uA,再连续调小滑动变阻器Rv1的阻值从而引起ib与ic的连续变化，当ic不在随ib呈线性变化时记下此时的ib值为ibmax=17.8uA。

ib=（ibmin+ibmax）/2

≈11.6uA

（3）调整滑动变阻器Rv1使得微安表的示数为ib=11.6uA。

记录下毫安表的示数ic=1.39mA，如图〈一〉所示。

β=ic/ib

=120

（4）计算Au=-β（Rc//RL）/Rbe=60

Rbe=300+26（mA）/ib=5.2kΩ

ib=5.3uA

（5）验证放大倍数仿真。

接入输入信号和负载，如图〈二〉、〈三〉所示：

调整滑动变阻器Rv1使得微安表的示数为5.3uA。

看示波器上的波形是否满足Au=60，若不满足，则轻

微调试滑动变阻器，使其在示波器中看见两条彩带刚刚重合为止。

图〈二〉

图〈三〉

（6）接出基本放大电路的。

如图〈四〉所示：

工程条件：

忽略ib，流过RB1和RB2的电流Ib≈10ib，Vb≈2Vbe。

　　　　　　　　　　　　　　　　　图〈四〉

（7）计算RB1=（Vcc-Vbe）/ib=100kΩ，

RB2=（2Vbe）/10ib=28kΩ,

RE=（Vb-Vbe）/（1+β）ib=1kΩ，在电路上设置电阻值。

（8）接上示波器仿真，黄色、红色波分别为输与输出入波。

在示波器上调好60倍放大倍数，看而至波形幅度是否相同相位相反。

如不符合，微调RB2（31kΩ左右）使得两波形符合条件即可，最终确定RB2为30kΩ左右时符合条件。

如图所示：

图〈五〉

（9）电路验证。

通常情况下该电路要求Rbe>Ri（输入电阻），经计算Rbe=5.2k满足要求。

（10）如图〈五〉所示：

得到放大60倍的波形，实验成功！

五、误差分析：

（1）由于电路中各阻值均是估算，所以存在一定误差。

（2）β值的确定取估算值，存在误差。

（3）图〈四〉的等效电路如下图所示

〈六〉

此时由并联可得输入电阻Ri=RB1∥RB1∥Rbe=R5∥R4∥R=100k∥30k∥5.2k≈4.3k

输出电阻Ro=RC∥RL=R1∥R2=3k∥20k≈2.6k

如图〈七〉所示

〈七〉

经测定U1=3.54mV，U2=1.74mV

△U=1.8mV，Ii=△U/R6=1.8mV/4.3K≈4.2uA

Ri=U2/Ii=1.74mV/4.2uA≈4.1k

经实验与计算可得，在误差允许的范围内，输入电阻的计算值与实验值相等。

如图〈八〉所示

当断开RL时，U0=245mV。

如图〈九〉所示

当连接RL是，U=214mV。

由公式可知，R0=（U0/U-1）RL=（245/214-1）*20=2.9K

经实验与计算可得，在误差允许的范围内，输出电阻的计算值与实验值相等。

六、实验总结：

（1）掌握单管分压式共射极电流负反馈式工作点稳定电路原理。

（2）掌握放大电路中静态工作点以及动态工作点的分析。

（3）掌握β值，RB1，RB2，RE的计算。

（4）接好电路微调出预定结果。

（5）最终电路图如图〈四〉所示，实验结果如图〈五〉所示。