共基极放大电路仿真与调试（三极管结构）
图1 共基极放大电路
1．电路仿真测试：
把图1的共基极放大电路输入到EWB仿真软件中，进行放大电路的性能指标参数测试。如图2所示：
图2共基极放大电路仿真电路
测试内容
（1）静态工作点（注意与共发射极电路进行比较）
先点Analysis ，再点DC Operating Point ，得到直流工作点如图3所示 三极管三个极上的电位是UB=1.9658V ，UC=7.44813V,UE=1.19416V. 三极管的偏置电压分别是UBE=0.7V,UCE=6.2V,
结论:由于三极管偏置在合适的放大电路工作点,所以能够进行小信号放大.
（2）观察信号波形
图4 共基极放大电路的输入输出信号波形 如图4所示,蓝色表示输入信号,红色表示输出信号,共基极放大电路的输出信号波形与输入信号同相位,放大倍数大. （3）测放大倍数 把示波器的指针放在被测信号上,读出指针显示框中的读数,如图5所
示:
672.816677.78.6565
O U i U A U ===
（4）测输入电阻
在信号源和放大器之间串联接入一个1K Ω电阻,用示波器读出接入1K Ω
电阻前后,电路的输入信号,如图6所示,由测量值计算出输入电阻值为:
图3 三极管静态工作点
图5 测输入输出电压
图6 测输入电阻图
'''19.954210.31860.3186
10.0339.6356i i i i i i K u mV K u mV
u R K K u u R
Ω=Ω===Ω=Ω
- 电阻接入前的输入电压 电阻接入后的输入电压 计算输入电阻值
结论：输入电阻比共发射极放大电路小得多 （5）测输出电阻 用示波器测量
'
'
'
5 1.31325672.93760.6403
550.6729O O O O O O L
K u V
K u mV u u R K K u R Ω=Ω=-==Ω=Ω L L 负载电阻R 开路时的输出电压 负载电阻R 接通时的输出电压 计算输出电阻值 结论：输出电阻和共发射极放大电路相同 （6）测频带宽度
先点Analysis,再点AC Freuency,然后设置扫频范围,对输出端即第2个节点进行测试,仿真设置如图7所示
:
图7 AC Frequency Analysis 设置
点Simulate 键得到仿真结果如图8所示:
图8 频率特性测量
仿真结果表明有一个下限频率,通频带上限频率很宽.几乎是无限宽了.
上述用一个EWB仿真的软件对共基极放大电路进行了性能指标参数的详细分析,与实际相比,EWB仿真软件提供的三极管模型有理想的和指定厂家的,无论采用什么三极管模型,都能基本反应出放大电路的特性,但是显然不同的三极管型号或模型,仿真的结果都有一些差异.因而模拟电路的分析与调试往往与所采用的器件有关,计算与测试结果只能反应某一特定的环境下的结果.
单管共射极分压式放大电路仿真实验报告 班级__________姓名___________学号_________ 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=5 mv, 频率f=20KHz, 输出电阻R0=3kΩ, 放大倍数Au=60，直 流电源V cc=6v,负载R L=20 kΩ，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。I BQ=（V cc-U BEQ）/R B （V CC为图中RC（1）） I=βI BQ
U CEQ=V CC-I CQ R C （3）动态分析。A U=-β（R C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。I BQ=（V cc-U BEQ）/（R b +（1+β）R e）（V CC为图中Q1（C）） I CQ=βI BQ U CEQ=V CC-I EQ R e≈V CC-I CQ R e （3）动态分析。A U=（1+β）（R e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。I EQ=（U BQ-U BEQ）/R e≈I CQ （V CC为图中RB2（2）） I BQ=I EQ/（1+β） U CEQ=V CC-I CQ R C-I EQ R e≈V CC-I QC（R C+R e） （3）动态分析。AU=β（R C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=3 kΩ。
PNP 型单级共射放大电路 一、 实验目的 1、 设计一个PNP 型共射放大器，使其放大倍数为80，工作电流为80mA 。 二、 实验仪器 1、 示波器 2、信号发生器 3、数字万用表 4、交流毫伏表 5、直流稳压源 三、 实验原理 1、PNP 型单级共射放大器电路图如下： 2、 静态工作点的理论计算： 静态工作点可由以下几个关系式确定： 4 34 B C C R U V R R = + 5 B BE C E U U I I R -≈= 由以上式子可知，当管子确定后，改变CC V 、3R 、4R 中任意参数值，都会导致静态工作点的变化。当电路参数确定后，静态工作点主要通过P R 调整。工作点偏高，输出信号波形易产生饱和失真；工作点偏低，输出波形易产生
截止失真。但当输入信号过大时，管子将工作在非线性区，输出波形会产生双向失真。当输出波形不很大时，静态工作点的设置应偏低，以减小电路的 静态损耗。 3、电压放大倍数的测量与计算 电压放大倍数是指放大电路输出端的信号电压（变化电压）与输入端的信号电压之比， 即：o u i u A u = 电路中有12 (//) u be R R A r β =-、 26 '(1) be bb EQ mV r r I β =++ 其中，' bb r一般取300Ω。 当放大电路静态工作点设置合理后，在其输入端加适当的正弦信号，同时用示波器观察放大电路的输出波形，在输出波形不失真的条件下，用交流毫伏表或示波器分别测量放大电路的输入、输出电压，再按定义式计算即可。 四、实验内容及结果 1、按图连接电源，确认电路无误后接通电源。 2、在放大器的输入端加入频率f=1KHz，幅值约为10mV的正弦信号，用示波器观察，同时，用示波器的另一端监视放大器的输出电压Uo的波形。调整Rp的阻值，使静态工作点处于合适位置，此时，输出波形最大而不失真。 3、测量电路工作电流Ic并与理论计算值比较
详解经典三极管基本放大电路 三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。分成NPN和PNP 两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。 图1：三极管基本放大电路 下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话)，并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1，例如几十，几百)。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I 可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。 三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管)，基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管，常取0.7V)。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时，基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时，基极电流都是0)。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻)，那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求，如果没有加偏置，那么只有对那些增加的信号放大，而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0，不能再减小了)。而加上偏置，事先让集电极有一定的电流，当输入的基极电流变小时，集电极电流就可以减小;当输入的基极电流增大时，集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。 下面说说三极管的饱和情况。像上面那样的图，因为受到电阻Rc的限制(Rc是固定值，那么最大电流为U/Rc，其中U为电源电压)，集电极电流是不能无限增加下去的。当基极电流的增大，不能使集电极电流继续增大时，三极管就进入了饱和状态。一般判断三极管是否饱和的准则是：Ib*β〉Ic。进入饱和状态之后，三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小，可以理解为一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用：当基极电流为0时，三极管集电极电流为0(这叫做三极管截止)，相当于开关断开;当基极电流很大，以至于三极管饱和时，相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态，那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。 如果我们在上面这个图中，将电阻Rc换成一个灯泡，那么当基极电流为0时，集电极电流为0，灯泡灭。如果基极电流比较大时(大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数β)，三极管就饱和，相当于开关闭合，灯泡就亮了。由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了，所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通断。如果基极电流从0慢慢增加，那么灯泡的亮度也会随着增加(在三极管未饱和之前)。
实验二、单级共射放大电路的设计 一、实验目的 1.掌握共射放大器电路的设计方法 2.掌握如何设置放大电路的静态工作点及其调试方法 3.学习放大电路性能指标 4.观察基本放大电路参数对放大器的静态工作点、电压放大倍数及最大不失真电压、 以及频率响应的测量方法 5.进一步熟悉函数发生器、等常用仪器的使用方法 6.进一步熟悉晶体管参数的测试 7.了解负反馈对放大电路性能的影响 二、实验仪器与器件： 直流稳压电源、万用电表、双踪示波器、交流毫伏表、直流毫安表、频率计、三极管、电阻器、电容器、电位器若干。 三、实验原理： 连接电路图如下图，并测量相关数据，了解单级共设放大电路 四、实验内容 1.静态工作点的调整与测量： 将R L开路；在接通电源钱，将R b2调至最大，并使u i=0.调节R b2测量相应数据填入下表
仿真值 测量值 计算值 U B （V ） U E (V) U C (V) R b2(k Ω) U B （V ） U E (V) U C (V) R b2(k Ω) U BEQ (V) U CEQ (V) I CQ (V) 4.221 3.560 5.583 25 4.269 3.542 5.720 22.496 0.727 2.211 3.14 3.101 2.456 7.564 40 3.277 2.553 7.5 37.49 0.724 5.014 2.25 1.976 1.351 9.556 72 2.040 1.333 9.74 63.7 0.707 8.34 1.13 2.观察静态工作点对输出波形失真的影响： 调节函数信号发生器找到最大不失真输入电压，然后观察u O 输出波形，判断失真情况以及管子工作状态填入下表 U CE (V ) u o 波形 仿真波形 失真情况 管子工作
Multisim模拟电路仿真实验 1.Multisim用户界面及基本操作 1.1Multisim用户界面 在众多的EDA仿真软件中,Multisim软件界面友好、功能强大、易学易用,受到电类设计开发人员的青睐。Multisim用软件方法虚拟电子元器件及仪器仪表,将元器件与仪器集合为一体,就是原理图设计、电路测试的虚拟仿真软件。 Multisim来源于加拿大图像交互技术公司(Interactive Image Technologies,简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具,原名EWB。 IIT公司于1988年推出一个用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件Electronics Work Bench(电子工作台,简称EWB),以界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用而得到迅速推广使用。 1996年IIT推出了EWB5、0版本,在EWB5、x版本之后,从EWB6、0版本开始,IIT对EWB 进行了较大变动,名称改为Multisim(多功能仿真软件)。 IIT后被美国国家仪器(NI,National Instruments)公司收购,软件更名为NI Multisim,Multisim 经历了多个版本的升级,已经有Multisim2001、Multisim7、Multisim8、Multisim9 、Multisim10等版本,9版本之后增加了单片机与LabVIEW虚拟仪器的仿真与应用。 下面以Multisim10为例介绍其基本操作。图1-1就是Multisim10的用户界面,包括菜单栏、标准工具栏、主工具栏、虚拟仪器工具栏、元器件工具栏、仿真按钮、状态栏、电路图编辑区等组成部分。 图1-1 Multisim10用户界面 菜单栏与Windows应用程序相似,如图1-2所示。
测判三极管的口诀 三极管的管型及管脚的判别是电子技术初学者的一项基本功，为了帮助读者迅速掌握测判方法，笔者总结出四句口诀：三颠倒，找基极；PN结，定管型；顺箭头，偏转大；测不准， 动嘴巴。’下面让我们逐句进行解释吧。 一、三颠倒，找基极 大家知道，三极管是含有两个PN结的半导体器件。根据两个PN结连接方式不同，可以分 为NPN型和PNP型两种不同导电类型的三极管，图1是它们的电路符号和等效电路。 测试三极管要使用万用电表的欧姆挡，并选择R X100或RX1k挡位。图2绘出了万用电表 欧姆挡的等效电路。由图可见，红表笔所连接的是表内电池的负极，黑表笔则连接着表内电池的正极。 假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型，也分不清各管脚是什么电极。测试 的第一步是判断哪个管脚是基极。这时，我们任取两个电极（如这两个电极为1、2）,用万用 电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻，观察表针的偏转角度；接着，再取1、3两个电极和2、3两个电极，分别颠倒测量它们的正、反向电阻，观察表针的偏转角度。在这三次颠倒测量中，必然有两次测量结果相近：即颠倒测量中表针一次偏转大，一次偏转小；剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小，这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基 极（参看图1、图2不难理解它的道理）。 二、PN结，定管型 找出三极管的基极后，我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的 导电类型（图1）。将万用表的黑表笔接触基极，红表笔接触另外两个电极中的任一电极，若表头指针偏转角度很大，则说明被测三极管为NPN型管；若表头指针偏转角度很小，则被 测管即为PNP型。 三、顺箭头，偏转大 找出了基极b，另外两个电极哪个是集电极c,哪个是发射极e呢?这时我们可以用测穿透 电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。 （1）对于NPN型三极管，穿透电流的测量电路如图3所示。根据这个原理，用万用电表的 黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec，虽然两次测量中万用表指针偏转 角度都很小，但仔细观察，总会有一次偏转角度稍大，此时电流的流向一定是：黑表笔TC 极~b极极T红表笔，电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致（顺箭头”，）所以此 时黑表笔所接的一定是集电极c,红表笔所接的一定是发射极e。
共基极放大电路分析与计算 共基极放大电路(简称共基放大电路)如图1(a)所示,直流通路采用的是分压偏置式,交流信号经C 1从发射极输入,从集电极经C 2输出,C 1、C 2为耦合电容,C b 为基极旁路电容,使基极交流接地,故称为共基极放大器。微变等效电路如图1(b)所示。 图1 共基极放大电路 （a ）基本放大电路;（b ）微变等效电路 1) 静态工作点（与共发射极放大电路分析方法一样） 图1中如果忽略IBQ 对Rb1、Rb2分压电路中电流的分流作用，则基极静态电压U BQ 为 CC b b b BQ U R R R U 2 12 += 流经Re 的电流I EQ 为 e BE B e E EQ R U U R U I -== 如果满足UB 〉〉UBE ，则上式可简化为 (a ) ＋ － u o β i i i (b )
CC b b b e e B EQ CQ U R R R R R U I I 2 121 +?=≈ ≈ 而β += 1EQ BQ I I CQ e C CC CEQ I R R U U )(+-= 2) 动态分析 利用三极管的微变等效模型，可以画出图1（a ）电路的微变等效电路如图1（b ）所 示。 图中，b 、e 之间用rbe 代替， c 、 e 之间用电流源βib 代替。 （1） 电流放大倍数。 在图1（b ）中，当忽略Re 对输入电流ii 的分流作用时，则ii ≈-ie ；流经R ′L （R ′L=Rc ∥RL ）的输出电流io=-ic 。 a i i i i A e c i i =--== 0 α称作三极管共基电流放大系数。由于α小于且近似等于1，所以共基极电路没有电流放大作用。 （2） 电压放大倍数。 根据图1（b ）可得 ui=-rbeib uo=R ’L io=-R ’L ic=-βR ’L ib 所以，电压放大倍数为 be L i O u r R u u A '= = β 上式表明，共基极放大电路具有电压放大作用， 其电压放大倍数和共射电路的电压放大 倍数在数值上相等，共基极电路输出电压和输入电压同相位。 （3） 输入电阻。 当不考虑Re 的并联支路时， 即从发射极向里看进去的输入电阻r ′i 为 β β+=+--= 1)1('be b b be i r i i r r rbe 是共射极电路从基极向里看进去的输入电阻，显然， 共基极电路从发射极向里看进 去的输入电阻为共射极电路的1（1+β）。 （4） 输出电阻。 在图1（b ）中，令u s =0，则i b =0，受控电流源βi b =0，可视为开路，断开RL ，接入u ，可得i=u/Rc ，因此，求得共基放大电路的输出电阻ro=Rc 。 综上所述，共基、共射电路元件参数相同时，它们的电压放大倍数Au 数值是相等的，但是，由于共基电路的输入电阻很小，输入信号源电压不能有效地激励放大电路，所以，在Rs 相同时，共基极电路实际提供的源电压放大倍数将远小于共射电路的源电压放大倍数。
仿真实验报告册 仿真实验课程名称：模拟电子技术实验仿真仿真实验项目名称：共射极单管放大器 仿真类型（填■）：（基础■、综合□、设计□） 院系：专业班级： 姓名：学号： 指导老师：完成时间： 成绩： .
. 一、实验目的 （1）掌握放大器静态工作点的调试方法，熟悉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试方法。 （3）熟悉低频电子线路实验设备，进一步掌握常用电子仪器的使用方法。 二、实验设备及材料 函数信号发生器、双踪示波器、交流毫伏表、万用表、直流稳压电源、实验电路板。 三、实验原理 电阻分压式共射极单管放大器电路如图3.2.1所示。它的偏置电路采用（R W +R 1）和R 2组成的分压电路，发射极接有电阻R 4（R E ），稳定放大器的静态工作点。在放大器的输入端加入输入微小的正弦信号U i ，经过放大在输出端即有与U i 相位相反，幅值被放大了的输出信号U o ，从而实现了电压放大。 在图3.2.1电路中，当流过偏置电阻R 1和R 2的电流远大于晶体管T 的基极电流I B 时（一般5~10倍），则它的静态工作点可用下式进行估算（其中U CC 为电源电压）： CC 21W 2 BQ ≈ U R R R R U ++ （3-2-1） C 4 BE B EQ ≈I R U U I -= （3-2-2） )(43C CC CEQ R R I U U +=- （3-2-3） 电压放大倍数 be L 3u ||=r R R β A - （3-2-4） 输入电阻 be 21W i ||||)(r R R R R += （3-2-5） 图3.2.1 共射极单管放大器
三极管放大电路设计,参数计算及静态工作点设置方法 说一下掌握三极管放大电路计算的一些技巧 放大电路的核心元件是三极管,所以要对三极管要有一定的了解。用三极管构成的放大电路的种类较多,我们用常用的几种来解说一下(如图1)。图1是一共射的基本放大电路,一般我们对放大路要掌握些什么内容? (1)分析电路中各元件的作用; (2)解放大电路的放大原理; (3)能分析计算电路的静态工作点; (4)理解静态工作点的设置目的和方法。 以上四项中,最后一项较为重要。 图1中,C1,C2为耦合电容,耦合就是起信号的传递作用,电容器能将信号信号从前级耦合到后级,是因为电容两端的电压不能突变,在输入端输入交流信号后,因两端的电压不能突变因,输出端的电压会跟随输入端输入的交流信号一起变化,从而将信号从输入端耦合到输出端。但有一点要说明的是,电容两端的电压不能突变,但不是不能变。 R1、R2为三极管V1的直流偏置电阻,什么叫直流偏置?简单来说,做工要吃饭。要求三极管工作,必先要提供一定的工作条件,电子元件一定是要求有电能供应的了,否则就不叫电路了。 在电路的工作要求中,第一条件是要求要稳定,所以,电源一定要是直流电源,所以叫直流偏置。为什么是通过电阻来供电?电阻就象是供水系统中的水龙头,用调节电流大小的。所以,三极管的三种工作状态“:载止、饱和、放大”就由直流偏置决定,在图1中,也就是由R1、R2来决定了。首先,我们要知道如何判别三极管的三种工作状态,简单来说,判别工作于何种工作状态可以根据Uce的大小来判别,Uce接近于电源电压VCC,则三极管就工作于载止状态,载止状态就是说三极管基本上不工作,Ic电流较小(大约为零),所以R2由于没有电流流过,电压接近0V,所以Uce就接近于电源电压VCC。
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uo，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，I BQ= ICQ/ ? 电路的主要性能指标： 理论分析： 设?=80，VBQ =2.8v VEQ=VBQ-VBEQ=2.1v rbe≈2.2kΩ Ri=1.12kΩ,Ro≈8.3 kΩ Au=-βRL’/rbe=56.7 仿真分析： 输入电阻：输出电阻：
Ri=0.86kΩRo≈9.56 kΩ输入电压：输出电压：
则A u=51.2 在测量电压放大倍数时，A u=-βR L’/r be,根据此公式计算出来的理论值与实际值存在一定的误差。引起误差的原因之一是实际器件的β和r be与理想值80和200Ω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R i=R B// r be，理论值与实际值相差较大应该与β和r be实际值有很大关系。 失真现象： 1.当Rb1,Rb2,Rc不变时，Re小于等于1.9 kΩ时，会出现饱和失真
当Re大于等于25 kΩ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 kΩ时，会出现饱和失真 3.当Rb1, Rc, Re不变时，Rb2大于10.4 kΩ时，会出现饱和失真
仿真实验四 共射极放大电路分析 一、实验目的： （1）认真理解和掌握含三极管的非线性电路的特点 （2）使用Multisim 验证三极管的等效小信号模型 二、实验原理及实例 小信号分析法是分析非线性电阻电路的主要方法之一。在非线性电路中，同时有直流电压0U 和随时间变化变化的输入信号源s u t （） 的作用。如果在任何时刻都有0U >s u t （） ，则可以采用小信号分析法。 具体步骤如下： （1）画放大电路的小信号等效电路。 （2）估算be r 。为此，还要求得静态电流eq I （3）求电压增益V A 。 （4）计算输入、输出电阻o ,R R i 三、仿真实验设计 如下图所示求该电路的电压增益。 （1）当电路中只有直流电流作用时，求出静态工作点
2120.0454m 250800.0036312 1.104BE B C B CE C V I A K I I A V R I V ββ-= =Ω ====-= （2）画出该电路的小信号等效电路
计算相关参数： 26200(180)7730.0454 3.63 be r =++=Ω+ ()155.24770.63b C E V b BE i b be o C i R R A i R R R r R R k β=-=-=≈Ω ≈=Ω 对其仿真得： 由仿真结果可得67.56m 154.03435.23u O V i V V A V V = == 验证输入与输出的波形关系 :
可得到输入波形与输出波形为反向，所以-154.03V A = 测量输入、输出电阻的阻值: i 435771.30.435263.552824.40.0225i i O o V V R I mA V V R Io mA = ==Ω===Ω
华中科技大学 《电子线路设计、测试与实验》实验报告 实验名称：PS软件仿真练习（一）——单 级共射放大电路 院（系）：自动化学院 指导教师：汪小燕 2014 年4月3 日 PS软件仿真练习（一）——单级共射放大电路 一.实验目的 电子电路CAD技术现已广泛被应用到科学研究、产品设计、电子电路分析与设计等许多领域中，采用CAD技术和工具已成为工程技术人员对电子电路进行设计、分析必不可少的方法和手段。为了培养学生使用CAD技术的能力，全面提高学生的素质和创新能力，就必须掌握电子电路的仿真方法。为此，本实验力图达到以下目的： 1.了解电子电路CAD技术的基本知识，熟悉仿真软件PSpice的主要功能。 2.学习利用仿真手段，分析，设计电子电路。 3.初步掌握用仿真软件PSpice分析，设计电路的基本方法和技巧。
二.实验条件 计算机，PSpice仿真软件。 三、预习要求 1.认真阅读本书附录A，详细了解PSpice软件的功能，仿真步骤及使用方法。 2.熟悉单极共射放大电路的静态工作点，输入，输出电阻及幅频特性，相频特性等。 四.实验说明 PSpice用于电子电路的仿真分析，除了可以对模拟电路，数字电路进行仿真分析外，还可以对模拟混合电路进行分析，具有优化设计的功能。它主要包括Capture（电子原理图设计）、PSpiceA/D（模数混合仿真）、PSpice Optimizer（电路优化）和Layout Plus（PCB 设计）等组件。根据电子技术基础课程的教学要求，本实验以单级共射放大电路为例，简要介绍Capture和PSpice A/D两部分软件的仿真步骤及使用方法。 单级共射放大参考电路的仿真步骤如图4.1.1所示，三极管型号为Q2N222( =50)，试 分析： （1）放大电路的工作点。 （2）当输入电压信号为幅值10mV，频率1kHz的正弦波时，仿真输入，输出波形。 （3）仿真该电路电压增益的幅频响应和相频响应曲线。 （4）仿真该电路的输入，输出电阻频率响应曲线。 图4.1.1 单级共射放大电路
? 单管放大电路仿真实验报告 一、实验目的 1、 掌握放大电路支流工作点的调整与测量方法。 2、掌握放大电流主要性能指标的测量方法。 3、了解支流工作点对放大电路动态特性的影响。 4、掌握发射极负反馈电阻对放大电路性能的影响。 5、了解信号源内阻Rs 对放大电路频带（上限截止频率f H ）的影响。 二、实验电路与实验原理图
2、直流通路 VCC 12V 将基极偏置电路用戴维南定理等效成电压源，得到支流通路。开路电压：V BB = V CC*R B2/(R B1 + R B2) 电源内阻：R B = R B1 // R B2 三、实验内容 1、静态工作点的调整 ※预习计算
直流工作点的调整 I CQ ＝1.0mA 时 3.3c R C CQ V R I V ==， 1.95BQ E CQ BE V R I V V ≈+= 12 '11 75.4//55.4CC BQ B CQ BQ B W B B V V R K I V R R R R K β-= =Ω +=-=Ω -7.5C CEQ CC BQ R BE V V V V V V =-+= I CQ ＝2.0mA 时 6.6c R C CQ V R I V ==， 3.15BQ E CQ BE V R I V V ≈+= 12 ' 1140.8, //20.8CC BQ B CQ BQ B W B B V V R K I V R R R R K β-= =Ω+=-=Ω -3C CEQ CC BQ R BE V V V V V V =-+= 由此可以得到扫描参数时的大致范围 要求：调节RW ，在ICQ=1mA 和2mA 时，测量VCEQ 的值，并记录RB1的值。 操作：对R W 进行参数扫描，通过观察Rc 上的电压变化 可以得到 CQ I （ c CQ c U I R = ）， Uc 可以通过V （Vcc ）-V(4)得到，从而可以在扫描参数设备时通过跟踪Uc 得到CQ I 为一 定值时对应的V CEQ 以及相应的R W 。 仿真结果（设备参数扫描）：
实验一单管共射极放大电路设计 姓名：樊益明 学号：20113042 单管放大电路设计题目： 要求：输入电阻Ri<=3K,输出电阻R0>=5k,直流电源Vcc=6V,设计一个当输入频率f=20kHz,放大倍数AV=60时稳定放大电路。一：放大电路的选择 （1）共射极放大电路：具有较大的电压放大倍数和电流放大倍数，输入电阻和输出电阻比较适中，一般只要对输入电阻和输出电阻和频率响应没有特殊要求的电路均常采用此电路。共射极放大电路被广泛地应用于低频电压放大电路的输入级、中间级和输出级。 （2）共集电极放大电路：此电路的主要特点是电压跟随，即电压放大倍数接近1而小于1而且输入电阻很高，接受信号能力强。输出电阻很低，带负载能力强。此电路常被用作多级放大电路的输入级和输出级或隔离用的中间级。首先，可利用此电路作为放大器的输入级，以减小对被测电路的影响，
提高测量的精度。其次，如果放大电路输出端是一个变化的负载，为了在负载变化时保证放大电路的输出电压比较稳定，要求放大电路具有很低的输出电阻，此时可以采用射极输出器作为放大电路的输出级，以提高带负载能力。最后，共集电极放大电路可以作为中间级，以减小前后两级之间的相互影响，起隔离作用。 （3）共基极放大电路：具有很低的输入电阻，使晶体管结电容的影响不显著，所以频率响应得到很大的改善，这种接法常用于宽频带放大器中。输出电阻高可以作为恒流源。 二：确定电路 根据题目要求:应选择稳定的，输入电阻较大的电路，即采用分压式直流负反馈共射极放大电路。 三：原理分析： (1)元器件的作用：
Q1 2N3019 C1 10u CC 10u RB1待定RC 3k RB2 待定 RE 待定RL 20k RC(1) C1(2) CE 10u Rb1和Rb2起分压作用，给三极管B极提供偏置电压。 Rc给三极管C极提供偏置电压。 Re为直流负反馈，消除温度对电路的影响。 RL为负载，Cb、Cc为交流耦合，Cb将交流信号耦合到三极管，Cc将信号耦合到负载。 Ce为旁路电容，三极管起放大作用。(2)静态分析：
实验六、集成运算放大器虚拟仿真 实验目的： 1、掌握用集成运算放大器组成的比例、加法、积分电路的特点及性能，掌握比例、积分电路的测试和分析方法； 2、掌握基于集成运算放大器的过零比较电路的特点。 实验内容： 1、反相比例放大器比例运算验证。 反相比例放大器输出电压 思考：1）调整负载R4对比例运算的影响。 对放大倍数不影响 2）调整输入信号对比例运算的影响。 没有影响 3）调整R1和R2对比例运算的影响。 随比例的增大，放大倍数增大相应的倍数 2、用3554AM 设计一个加法器。设计要求： 满足123(2)o u u u =-+，输入信号1u ，2u 都是频率为1KHZ 的正弦信号，幅度分别为100mV 和200mV ，观察输出是否满足要求。 电路图：
通过观察波形及其电压表的读数，可得所设计的电路与要求相符 3、用3554AM设计一个反相积分器。设计要求： 1）时间常数为2ms，输入信号为方波，频率为1KHZ，幅度为6V，观察输出信号的波形和幅度。 2）改变积分器的时间常数，使之增大或者减小，观察输出波形幅度的变化及失真情况。 增大时间常数为20ms后的波形
减小时间常数为0.2ms是的波形 由上可知积分器的时间常数T增大时输出幅值减小，T减小时输出波形失真。 思考：1）反相运算电路中反馈电阻的变化对运算器的闭环电压增益有何影响。 减小输出端的直流漂移 2）实际应用中，积分器的误差与哪些因素有关。 积分器在主回路上是延迟，反馈上是超调；本身电路与电阻和电容密切相关，对系统有修正的影响，如配置微分环节可克服超调 4、用运放741设计一个过零比较电路。设计要求： 稳压管选用1Z6.2,输入信号为幅值为1V，频率为500HZ的正弦波，通过示波器观察过零比较电路输出波形。 电路图： 波形图：
实验一单级放大电路的设计与仿真 一、实验目的 1、掌握放大电路的静态工作点的调整和测试方法。 2、掌握放大电路的动态参数的测试方法。 3 、观察静态工作点的选择对输出波形及电压放大倍数的影响。 二、实验原理 当三极管工作在放大区时具有电流放大作用，只有给放大电路中的三级管提供合适的静 态工作点才能保证三极管工作在放大区，如果静态工作点不适合，输出波形则会产生非线性失真——饱和失真和截止失真，而不能正常放大。 当静态工作点设置在合适的位置时，即保证三极管在交流信号的整个周期均工作在放大 区时，三极管有电流放大特性，通过适当的外接电路，可实现电压放大。表征放大电路放大 特性的交流参数有电压放大倍数，输入电阻，输出电阻。 由于电路中有电抗元件电容，另外三极管中的PN结有等效电容存在，因此，对于不同频率的输入交流信号，电路的电压放大倍数不同，电压放大倍数与频率的关系定义为频率特性，频率特性包括：幅频特性——即电压放大倍数的幅度与频率的关系；相频特性——即电压放大倍数的相位与频率的关系。 三、实验要求和实验步骤 （1）实验要求 1.设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率2kHz(峰值5mV) ，负载 电阻3.9kΩ，电压增益大于50。 2.调节电路静态工作点，观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形，并测试 对应的静态工作点值。 3.调节电路静态工作点，要求输入信号峰值增大到10mV电路输出信号均不失真。在 此状态下测试： ①电路静态工作点值； ②三极管的输入、输出特性曲线和β、 r be 、r ce值； ③电路的输入电阻、输出电阻和电压增益； ④电路的频率响应曲线和f L、f H值。
P N P型单级共射放大 电路
PNP 型单级共射放大电路 一、 实验目的 1、 设计一个PNP 型共射放大器，使其放大倍数为80，工作电流为80mA 。 二、 实验仪器 1、示波器 2、信号发生器 3、数字万用表 4、交流毫伏表 5、直流稳压源 三、 实验原理 1、PNP 型单级共射放大器电路图如下： 2、静态工作点的理论计算： 静态工作点可由以下几个关系式确定： 4 34 B C C R U V R R = + 5 B BE C E U U I I R -≈=
由以上式子可知，当管子确定后，改变CC V 、3R 、4R 中任意参数值，都会导致静态工作点的变化。当电路参数确定后，静态工作点主要通过P R 调整。工作点偏高，输出信号波形易产生饱和失真；工作点偏低，输出波形易产生截止失真。但当输入信号过大时，管子将工作在非线性区，输出波形会产生双向失真。当输出波形不很大时，静态工作点的设置应偏低，以减小电路的静态损耗。 3、电压放大倍数的测量与计算 电压放大倍数是指放大电路输出端的信号电压（变化电压）与输入端的信号电压之比， 即：o u i u A u = 电路中有 12(//) u be R R A r β=- 、 26'(1) be bb EQ mV r r I β=++ 其中，'bb r 一般取300Ω。 当放大电路静态工作点设置合理后，在其输入端加适当的正弦信号，同时用示波器观察放大电路的输出波形，在输出波形不失真的条件下，用交流毫伏表或示波器分别测量放大电路的输入、输出电压，再按定义式计算即可。 四、 实验内容及结果 1、按图连接电源，确认电路无误后接通电源。
实验报告四 一、实验目的 1、通过仿真电路掌握单管共射电路的静态分析和动态分析； 2、通过对共射电路的仿真实验，分析静态工作点队对电路输出的影响； 二、实验内容 1.测量NPN管分压偏置电路的静态工作点并与估算值进行比较； 2.测量放大电路性能指标； 3.分析放大电路交流特性； 4.通过仿真测试理解单管共射放大电路静态工作点对电路输出的影响； 三、实验环境 计算机、MULTISIM仿真软件 四、实验电路 1.实验电路 1.1静态分析 静态工作点仿真结果： 从仿真结果可知：
544127 = 1.7991.1690.63=5.21.16()=8.52BQ EQ BEQ BQ EQ BQ b b CC CQ C CEQ CC CQ c e V V V V V V V V V V V I A R R V V I mA R V V I R R V μ==-=-=--= =≈-+因此： 动态分析： 由仿真所得的数据可得： ip 421.405 ==-38.710.896 op v V A V = - 仿真波形： 1、
因此：ip i sp ip 10.642 = (1) 3.04814.13310.642 s V R R K K V V ≈?Ω≈Ω-- 2、oLp V 仿真 op V 仿真 因此：op oLp 836.417 =( 1)( 1)2 1.967421.691 o L V R R K K V -≈-?Ω≈Ω 放大电路交流仿真分析
3、通过仿真测试理解单管共射放大电路静态工作点对电路输出的影响； 在电路图中放入探针 从图中可以得出，此时：919 A ==42.521.6 V 打开示波器，图形显示： 从图中的显示数据可以知道，输出波形已有部分失真 ； 1、增大b R （增大至75K ）
多级放大电路的设计与测试 一、实验目的 1.理解多级直接耦合放大电路的工作原理与设计方法 2.熟悉并熟悉设计高增益的多级直接耦合放大电路的方法 3.掌握多级放大器性能指标的测试方法 4.掌握在放大电路中引入负反馈的方法 二、实验预习与思考 1.多级放大电路的耦合方式有哪些？分别有什么特点？ 2.采用直接偶尔方式，每级放大器的工作点会逐渐提高，最终导致电路无法正常工作，如何从电路结构上解决这个问题？ 3.设计任务和要求 （1）基本要求 用给定的三极管2SC1815(NPN)，2SA1015(PNP)设计多级放大器，已知V CC=+12V, -V EE=-12V，要求设计差分放大器恒流源的射极电流I EQ3=1~1.5mA，第二级放大射极电流 I EQ4=2~3mA；差分放大器的单端输入单端输出不是真电压增益至少大于10倍，主放大器的不失真电压增益不小于100倍；双端输入电阻大于10kΩ，输出电阻小于10Ω，并保证输入级和输出级的直流点位为零。设计并仿真实现。 三、实验原理 直耦式多级放大电路的主要涉及任务是模仿运算放大器OP07的等效内部结构，简化部分电路，采用差分输入，共射放大，互补输出等结构形式，设计出一个电压增益足够高的多级放大器，可对小信号进行不失真的放大。 1.输入级 电路的输入级是采用NPN型晶体管的恒流源式差动放大电路。差动放大电路在直流放大中零点漂移很小，它常用作多级直流放大电路的前置级，用以放大微笑的直流信号或交流信号。 典型的差动放大电路采用的工作组态是双端输入，双端输出。放大电路两边对称，两晶体管型号、特性一致，各对应电阻阻值相同，电路的共模抑制比很高，利于抗干扰。
综合性、设计性实验报告电子技术实验（模拟部分） 学期：2015-2016（II） 班级：电卓141 姓名：陈雨歌 日期：2016.6.6
一.实验目的 （1）掌握正弦波振荡电路的起振条件和稳幅特性。 （2）掌握三极管构成的RC串并联正弦波振荡器的工作原理和调试方法。（3）掌握集成运放构成的RC桥式正弦波振荡电路的工作原理和调试方法。（4）加深理解功率放大电路的工作原理。 （5）掌握功率放大电路的调试及主要性能指标的测试方法。 （6）了解自举电路原理及其对改善OTL功率放大电路性能指标的作用。二.实验原理及测试方法 （一）正弦波振荡电路的构成 图一正弦波振荡电路原理框图 正弦波振荡器是一个没有输入信号的正反馈放大电路，电路框架如图一所示。正弦波振荡器由放大电路和反馈网络构成。放大电路可以由三极管构成，也可以是由集成运放构成。反馈网络能使振荡电路引入正反馈，同时，还具有选频、稳幅功能。 （二）正弦波振荡电路的振荡条件 （1）振幅条件|AF|=1； （2）相位条件φ a +φ f =2nπ，（n=0,1,2,...）；
（3）起振和选频：起振条件|AF|>1;只对f=f 放大，衰减其他信号频率。 （4）稳幅：电路起振后，输出信号会越来越大，但由于放大器件的非线性，导致AF下降，当降到|AF|=1时，电路进入稳定状态。 （三）由三极管构成的RC串并联正弦波振荡器 图二 RC桥式正弦振荡电路 运行 Multisim12, 在绘图编辑器中选择集成运放、直流电源、二极管、电阻、电容, 创建 RC 桥式正弦波振荡电路.如图 1 所示, .在电路中, 运放741 和电阻R4，R3构成正常的反馈放大电路，R1，C1，R2，C2构成RC串并联选频网络同时又由该选频网络作为反馈网络形成正反馈环节，其R2, C2上的反馈电压作为输入代替放大器的输入信号，D1, D2起稳幅作用。电路的震荡频率为。调节RW到适当的大小（如65K），在示波器“XSC1”窗口中可观察到输出波形幅度从0逐渐增大开始震荡，并最终到幅值稳定的正弦震荡波形输出，如图二所示：
单级共射放大电路的设计
实验二、单级共射放大电路的设计 一、实验目的 1.掌握共射放大器电路的设计方法 2.掌握如何设置放大电路的静态工作点及其调 试方法 3.学习放大电路性能指标 4.观察基本放大电路参数对放大器的静态工作 点、电压放大倍数及最大不失真电压、以及频率响应的测量方法 5.进一步熟悉函数发生器、等常用仪器的使用方 法 6.进一步熟悉晶体管参数的测试 7.了解负反馈对放大电路性能的影响 二、实验仪器与器件： 直流稳压电源、万用电表、双踪示波器、交流毫伏表、直流毫安表、频率计、三极管、电阻器、电容器、电位器若干。 三、实验原理： 连接电路图如下图，并测量相关数据，了解单级共设放大电路
四、实验内容 1.静态工作点的调整与测量： 将R L开路；在接通电源钱，将R b2调至最大，并使u i=0.调节R b2测量相应数据填入下表
仿真值测量值计算值 U B （V）U E ( V) U C ( V) R b2 (k Ω ) U B （ V） U E ( V) U C ( V) R b2 ( k Ω) U BEQ (V ) U CEQ (V ) I CQ (V ) 4. 22 1 3. 56 5. 58 3 25 4. 26 9 3. 54 2 5. 72 22. 496 0. 72 7 2. 21 1 3. 14 3. 10 1 2. 45 6 7. 56 4 40 3. 27 7 2. 55 3 7. 5 37. 49 0. 72 4 5. 01 4 2. 25 1. 97 6 1. 35 1 9. 55 6 72 2. 04 1. 33 3 9. 74 63. 7 0. 70 7 8. 34 1. 13