单管共射极放大电路仿真实验报告

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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 CQ =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。

图〈一〉

其中测i b电流的电流表为微安级,测i c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i bmin=,再连续调小滑动变阻器Rv1的阻值从而引起i b与i c的连续变化,当i c不在随i b呈线性变化时记下此时的i b值为

i bmax=。

i b =(i bmin+i bmax)/2

≈uA

(3)调整滑动变阻器Rv1使得微安表的示数为i b= uA。记录下毫安表的示数i c=,如图〈一〉

所示。

β=i c/i b

=120

(4)计算Au =-β(R c//R L)/R be=60

R be=300+26(mA)/i b= kΩ

i b=

(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。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i b,流过R B1和R B2的电流I b ≈10i b,V b≈2V be。

图〈四〉

(7)计算R B1=(V cc-V be)/i b =100 kΩ,

R B2=(2V be)/10i b=28kΩ,

R E = (V b-V be)/(1+β)i b=1 kΩ,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R B2(31kΩ左右)使得两波形符合条件即可,最终确定R B2为30 kΩ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>R i(输入电阻),经计算Rbe=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R i= R B1∥R B1∥R be= R5∥R4∥R=100k∥30k∥≈

输出电阻R o=R C∥R L=R1∥R2=3k∥20k≈

如图〈七〉所示

〈七〉

经测定U1=,U2=

△U=,Ii=△U/R6=≈

R i= U2/ Ii=≈

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=

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,R B1,R B2,R E的计算。