东南大学 信息学院 电子线路 模电实验三报告晶体管放大器word版Word下载.docx
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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AV
41.72
32.7
30.23
2.改变输入信号幅度峰峰值,取Vinpp=300mV,Vinpp=400mV,Vinpp=600mV,重新进行仿真,截取各输入条件下的输入输出波形图,填入表3-2。
表3-2:
不同输入情况下的输入输出波形图。
Vinpp=200mV瞬态波形图
Vinpp=200mV频谱分析图
Vinpp=300mV瞬态波形图
Vinpp=300mV频谱分析图
Vinpp=400mV瞬态波形图
Vinpp=400mV频谱分析图
Vinpp=600mV瞬态波形图
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:
因为放大器的电压传输特性是非线性的,只在小信号变化的范围内近似为线性,当输入信号幅度逐渐增大时,电压达到非线性区域,就会出现信号的失真。
3.输入信号峰峰值仍取Vinpp=200mV,并在输入信号源上串联电阻表征信号源内阻,截取各输入条件下的输入输出波形图,并推算信号源增益值,填入表3-3。
表3-3:
R=50ΩAvs=32.6
R=1kΩAvs=30.69
R=13kΩAvs=17.55
根据不同信号源内阻下的源增益,请推测晶体管输入信号电阻大小?
4.改变旁路电容CE1,将其接在节点2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3-3。
CE1不同接法时的放大器增益
CE1接于3-0
CE1接于2-0(改Vp=50mV)
电压增益Av
96.3
CE1接于2-0:
当旁路电容CE1接在节点2和地之间时,仿真结果如上图所示,信号严重失真。
因为放大器的电压传输特性是非线性的,只有在输入信号幅度以及增益不大时才能线性输出,而当CE1接在节点2和地之间时,接在发射极的电阻被短路,电压增益明显变大,输出信号进入非线性区域,产生失真。
CE1接于3-0:
CE1接于2-0,改Vp=50mV,得到不失真波形:
2、晶体三极管放大器硬件实验
三、场效应管放大器仿真实验
1.在Multisim中搭建MOS管IRF510单级放大电路。
2.对该电路进行直流工作点分析,完成表格3-4。
(因为R3=10kΩ时,场效应管工作在非饱和区,把R3改为5kΩ。
)
V1(V)
4.796
4.83
V2(V)
0.94
1.72
V3(V)
10.29
6.36
I(R3)(μA)
941.2
1740
3.加入峰峰值=10mV,频率=10kHz的正弦波,进行瞬态仿真,并将输入输出波形截图于图3-7,根据测量输入输出波形的峰峰值,求得该放大器增益为(29.97)。
仿真波形
实测波形
图3-7MOS管放大器瞬态波形
四、场效应管放大器硬件实验
重复第二项“晶体三极管放大器硬件实验”中的所有步骤,完成场效应管放大器IRF510的硬件实验,并将直流工作点测试结果填入表3-4。
将瞬态实测波形截图填入图3-7。
实验思考:
1.将图3-1中的输出端改为节点2,使共射放大器变为共集放大器,查看输入,输出波形。
对比共射放大器的输入输出波形,理解波形中的相位对比变化。
由此可知,共射放大器是_______反向_______放大器;
而共集放大器是_______同向________放大器。
输入输出波形:
共射放大器
共集放大器
2.将图3-6中的电容C1去掉,放大器的增益将发生何种变化?
请动手试一试,并给出去掉电容C1后的放大器增益值。
C1去掉之前(增益为46.5)
C1去掉之后(增益为8.83)
对比C1去掉前后,放大器增益明显变小,这是因为交流电路中发射极电阻增大,导致增益相应减小。
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