电路与模拟-仿真实验4 单管放大电路
- 格式:pdf
- 大小:254.23 KB
- 文档页数:5
单管放大电路实验报告.单管放大电路一、实验目的1.掌握放大电路直流工作点的调整与测量方法;2.掌握放大电路主要性能指标的测量方法;3.了解直流工作点对放大电路动态特性的影响;4.掌握射极负反馈电阻对放大电路特性的影响;5.了解射极跟随器的基本特性。
二、实验电路实验电路如图 2.1 所示。
图中可变电阻R W是为调节晶体管静态工作点而设置的。
三、实验原理1.静态工作点的估算将基极偏置电路V CC,R B1和R B 2用戴维南定理等效成电压源。
RB 2开路电压V BB V CC,内阻RB1RB 2R B R B1 // R B2则I BQV BB V BEQ,(1)( R E1R B R E2)I CQ I BQVCEQ VCC(R C R E1RE2)ICQ可见,静态工作点与电路元件参数及晶体管β均有关。
在实际工作中,一般是通过改变上偏置电阻RB1(调节电位器RW )来调节静态工作点的。
RW 调大,工作点降低(ICQ 减小),RW 调小,工作点升高(ICQ 增加)。
一般为方便起见,通过间接方法测量I CQ,先测V E, I CQ I EQ V E /(R E1 R E2)。
2.放大电路的电压增益与输入、输出电阻(R C // R L )R i R B 1 // R B 2 // r be R O R Curbe式中晶体管的输入电阻r =r+(β+1) V /IEQ ≈r+(β+ 1)× 26/ICQ(室温)。
be bb′T bb′3.放大电路电压增益的幅频特性放大电路一般含有电抗元件,使得电路对不同频率的信号具有不同的放大能力,即电压增益是频率的函数。
电压增益的大小与频率的函数关系即是幅频特性。
一般用逐点法进行测量。
测量时要保持输入信号幅度不变,改变信号的频率,逐点测量不同频率点的电压增益,以各点数据描绘出特性曲线。
由曲线确定出放大电路的上、下限截止频率f H、f L和频带宽度BW= f H- f L。
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):CC21W 2BQ ≈U R R R R U ++ (3-2-1)C 4BEB 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 beL3u ||=r R R βA - (3-2-4) 输入电阻 be 21W i ||||)(r R R R R += (3-2-5)图 共射极单管放大器输出电阻 3o ≈R R (3-2-6) 1、放大器静态工作点的测量与调试 (1)静态工作点的测量测量放大器的静态工作点,应在输入信号U i = 0的情况下进行,即将放大器输入端与地端短接,然后选用量程合适的万用表,分别测量晶体管的集电极电流I C 以及各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。
单管放大电路仿真实验一、实验目的熟悉晶体管和场效应管放大电路以及集成运放的基本设计原则,并理解放大电路性能参数的调试和测试方法、静态工作点对动态参数的影响;熟悉仿真软件的基本分析和测量方法。
二、实验内容及理论分析本部分主要针对仿真电路进行初步的理论分析,以及依据理论预测实验现象,以便于和最后的仿真结果作对比。
1、仿真题2-1(3分):利用晶体管2N2222A(模型参数中的BF即β=220,RB即r bb’=0.13Ω)设计一个单电源供电的单管放大电路,电源电压为V CC = +15V。
具体要求如下:(1)设计并调整电路参数,使电路具有合适的静态工作点,测量静态工作点。
(2)测量动态参数A u、R i、R o、f L、f H,比较A u、R i、R o的理论计算值与实测值,并说明电路的特点。
注意测量时输出信号不能失真。
(3)调整电路参数,改善某一性能指标(如增大A u、或增大R i、或减小R o、或增大f H)。
要求先进行理论分析,然后再实验验证。
(4)调整电路参数或输入信号大小,使输出波形产生失真,分析是何种失真,可采取哪些措施消除并进行实验验证。
(通常,当失真度较大时,能够观察到波形顶部或底部变平或者曲率变小,而当失真度较小时,则需要借助失真度仪(Distortion Analyzer)来测量。
)设计采用如下图所示的电路实现:(1)分析电路的直流通路和静态工作点I BQ R b+(1+β)I BQ R e+U BEQ=V CCI BQ=V CC−U BEQ R b+(1+β)R eU CEQ=V CC−(1+β)I BQ R e经查阅2N2222A的参数,取U BEQ=0.7V进行估算,并且要求I CQ=βI BQ<10mA,即R b+(1+β)R e>314.6kΩ。
另外,由IV分析仪测得2N2222A的特性,认为4V<U CE<8V时晶体管处在放大区,所以U CEQ =V CC −(1+β)I BQ R e =V CC −221×14.3R e R b +221R e解得,66.3R e <R b <230.47R e 。
共射极单管放大器模拟仿真实验报告一、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、实验原理图3.2.1 共射极单管放大器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+R1)和R2组成的分压电路,发射极接有电阻R4(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R1和R2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 2BQ ≈U R R R R U ++ (3-2-1)C 4BEB 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 beL3u ||=r R R βA - (3-2-4) 输入电阻 be 21W i ||||)(r R R R R += (3-2-5) 输出电阻 3o ≈R R (3-2-6) 1、放大器静态工作点的测量与调试 (1)静态工作点的测量测量放大器的静态工作点,应在输入信号U i = 0的情况下进行,即将放大器输入端与地端短接,然后选用量程合适的万用表,分别测量晶体管的集电极电流I C 以及各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。
一般实验中,为了避免测量集电极电流时断开集电极,所以采用测量电压,然后计算出I C 的方法。
例如,只要测出U E ,即可用EEE C ≈R U I I =计算出I C (也可根据CC CC C R U U I -=,由U C 确定I C ),同时也能计算出U BE = U B -U E ,U CE = U C -U E 。
ultisim单管放大电路实验一单管放大电路实验目的:1、掌握单管放大电路的电路特性;2、掌握单管放大电路的各项参数的测试方法;3、学习MULTISIM仿真软件的使用。
实验步骤:1、用MULTISIM仿真软件绘制电路图;2、共发射极放大电路的静态工作点的调整;3、共发射极放大电路的电压放大倍数的测量;4、共发射极放大电路的输入电阻的测量;5、共发射极放大电路的输出电阻的测量。
实验内容:一、共发射极放大电路1、元件选取1)电源V1:Place Sourc e→POWER_SOURCES→DC_POWER。
(此处的含义为:单击元器件工具栏的Place Source按钮,在打开的窗口的Family列表框中选择POWER_SOURCES,再在Component列表框中选择DC_POWER)2)接地:Place Source→POWER_SOURCES→GROUND,选取电路中的接地。
3)信号源V2:Place Source→SIGNAL_VOLTAGE_SO→AC_VOLTAGE,需要注意,默认的电压为1V,需要设置电压为2mV。
4)电阻:Place Basic→RESISTOR,选取2KΩ、10KΩ和750KΩ。
5)电容:Place Basic→CAPACITOR,选择10uF。
6)三极管:Place Transistor→GJT_NPN→2N222A。
2、电路组成将元器件及电源放置在仿真软件工作窗口合适的位置,连接成图1-1所示的仿真电路。
C110µFC210µFRB750kΩRC2.0kΩV112 VQ12N2222AR310kΩV22mVpk1kHz0°13452图1-1 仿真电路图3、电路仿真1)分析直流工作点首先在Sheet Properties对话框的Circuit选项卡中选中Show All选项。
然后执行菜单命令Simulation→Analysis,在列出的可操作分析类型中选择DC Operating Point,则出现直流工作点分析对话框,如图1-2所示。
单管放大电路仿真实验报告实验目的:通过搭建单管放大电路并进行仿真实验,掌握单管放大电路的基本原理、电路参数与特性,以及使用仿真软件进行电路设计和分析的能力。
实验器材:电脑、仿真软件(如Multisim、Proteus等)、电源、电阻、电容、二极管、NPN型晶体管、示波器等。
实验原理:共发射极放大模式是指输入信号与晶体管的发射极之间相连,通过控制基极电压来控制管中的电流,从而实现放大作用。
在这种模式下,晶体管的电压放大倍数为低阻输入电阻和高阻输出电阻之商。
共集极放大模式是指输入信号与晶体管的集电极之间相连,通过控制基极电流来控制输出信号的幅度。
晶体管在该模式下的输入电阻很高,输出电阻很低,所以适合用于电压放大和阻抗匹配。
实验步骤:1.搭建共发射极放大模式的单管放大电路。
按照晶体管型号的参数表和电路要求,选择合适的电阻值、电容值和电源电压,并按照电路图进行连线。
2.通过仿真软件验证电路是否正确。
打开仿真软件,选择合适的元件连接到电路中,并设置电路参数。
然后运行仿真,观察输出波形和电流电压等参数。
3.测量并记录电路中各元件的电流、电压值。
使用示波器测量输入信号波形和输出信号波形,记录各点的幅度值。
4.通过仿真结果和实测数据,计算电路的增益、输入电阻、输出电阻、功率增益等参数。
并与理论值进行比较,分析误差原因。
5.调整电路参数,观察电路各项指标的变化,并进行比较分析。
实验结果:根据实验步骤进行操作后,我们得到了如下实验结果:1.得到了理论计算出的电路增益、输入电阻、输出电阻、功率增益等参数,并与仿真结果进行比较。
2.经过调整电路参数的实验,观察到电路中各项指标的变化,并进行了比较分析。
3.实测数据与仿真结果基本吻合,分析了误差产生的原因。
结论:通过单管放大电路的仿真实验,我们掌握了单管放大电路的基本原理、电路参数与特性,以及使用仿真软件进行电路设计和分析的能力。
我们发现,实验结果与理论计算值基本吻合,说明了我们所搭建的电路正确。
竭诚为您提供优质文档/双击可除单管放大器实验报告实验总结篇一:单管放大电路实验报告单管放大电路一、实验目的1.掌握放大电路直流工作点的调整与测量方法;2.掌握放大电路主要性能指标的测量方法;3.了解直流工作点对放大电路动态特性的影响;4.掌握射极负反馈电阻对放大电路特性的影响;5.了解射极跟随器的基本特性。
二、实验电路实验电路如图2.1所示。
图中可变电阻Rw是为调节晶体管静态工作点而设置的。
三、实验原理1.静态工作点的估算将基极偏置电路Vcc,Rb1和Rb2用戴维南定理等效成电压源。
开路电压Vbb?Rb2Vcc,内阻Rb1?Rb2Rb?Rb1//Rb2则IbQ?Vbb?VbeQRb?(??1)(Re1?Re2),IcQ??IbQVceQ?Vcc?(Rc?Re1?Re2)IcQ可见,静态工作点与电路元件参数及晶体管β均有关。
在实际工作中,一般是通过改变上偏置电阻Rb1(调节电位器Rw)来调节静态工作点的。
Rw调大,工作点降低(IcQ 减小),Rw调小,工作点升高(IcQ增加)。
一般为方便起见,通过间接方法测量IcQ,先测Ve,IcQ?IeQ?Ve/(Re1?Re2)。
2.放大电路的电压增益与输入、输出电阻?u???(Rc//RL)Ri?Rb1//Rb2//rbeRo?Rcrbe式中晶体管的输入电阻rbe=rbb′+(β+1)VT/IeQ ≈rbb′+(β+1)×26/IcQ(室温)。
3.放大电路电压增益的幅频特性放大电路一般含有电抗元件,使得电路对不同频率的信号具有不同的放大能力,即电压增益是频率的函数。
电压增益的大小与频率的函数关系即是幅频特性。
一般用逐点法进行测量。
测量时要保持输入信号幅度不变,改变信号的频率,逐点测量不同频率点的电压增益,以各点数据描绘出特性曲线。
由曲线确定出放大电路的上、下限截止频率fh、fL和频带宽度bw=fh-fL。
需要注意,测量放大电路的动态指标必须在输出波形不失真的条件下进行,因此输入信号不能太大,一般应使用示波器监视输出电压波形。
单级共射放大电路一.实验目的1.2.二.实验设备模拟电子技术实验箱、双踪示波器、数字万用表三.实验原理1.实验电路图2. 理论分析计算(1)静态工作点(2)放大倍数:全旁路:空载带负载部分旁路:空载带负载(3)输入电阻:全旁路:部分旁路:(4)输出电阻:3.实验测量方法(1)静态工作点测量(2)放大倍数测量方法(3)输入电阻测量(4)输出电阻测量(5)最大不失真电压测量四.实验测试内容及数据记录1.静态工作点的调试与测量静态测量应在u i(即不接入交流输入信号)的情况下进行,调节R W,使U EQ=2.8V,用万用表测量U BQ、U CQ,并测量R W的值(注意:电阻R W的值要在断电和断路的情况下测量)。
静态工作点测试数据记录表(仿真结果)2.动态参数测量保持R W的值不变,在放大器输入端加入频率为1kHz的正弦信号,调节信号源使放大器的输入信号和输出信号幅度适中(保证输出不失真),同时用示波器观察放大器输入信号u i和输出信号u o的波形并完成相关测量。
动态参数测量数据记录表(仿真结果)3.测量最大不失真输出电压测试条件:Ce只旁路R e”,带负载R L测试方法:调整Q点使电路动态范围最大,加大输入信号i u使o u稍有失真,调节R W使失真消失,再加大输入信号使o u 失真,再调节R W 使失真消失,为此反复调节直到o u 波形正、负半周同时出现失真,此时输出达最大不失真输出幅度,记录该最大不失真输出幅度并测量此时的静态工作点。
最大不失真输出测量数据记录表(实 验 结 果)4.Q 点对输出的影响调节R W 改变电路的静态工作点,同时配合调节输入信号的幅度是输出出现截止失真、饱和失真、同时出现截止、饱和失真,记录三种情况下的输入、输出波形。
失真波形记录 (仿 真 结 果)(实 验 结 果)u itu otu itu ot u itu otu itu otu itu ot u itu ot。
实验4 基本放大电路的研究(仿真) (一) 共发射极放大电路的特性[实验目的]1. 分析电路的结构和工作原理。
2. 学习静态工作点Q 的测量和调整方法。
3. 了解共发射极放大电路的特性。
[实验内容]图4-1在图4-1所示单级阻容耦合共射放大电路电原理图中,各元件参考值为:T 3DG44A, β=30, Rs=5kΩ, Rb=470kΩ, Rc=Rl=5kΩ, Cl=C2=50μF, U I =10mV/1kHz , Vcc=+12V , Ube=0.75V, r bb’=300Ω。
调节Rb 可调整放大器的静态工作点。
由图可算得静态工作点: (1) (2) (3)其中CQ I 为集电极静态工作电流,ceQ U 为集电集静态工作电压。
在中频段不需要考虑耦合电容和分布电容、晶体管结电容的影响。
利用微变等效电路法可得三极管输入端的微变等效电阻: (4)中频段电压放大倍数: (5)其中等效负载电阻: (6)由Au 表达式可知当Rc 、Ic 变化时,Au 随之变化。
1、测量不同Rb 时的Ib 、IcQ 、和 UceQ 的值并与理论值进行比较,并填充完成表格内容。
根据实验电原理图,用EWB 软件进行模拟连线,在基极和集电极串接一内阻(1nΩ)可不计的模拟电流表,在集电极和发射极并联一内阻为1GΩ的模拟电压表。
实际测试的EWB 计算机模拟界面如图4-2所示:图4-2依次改变Rb 的值将测试结果和理论计算值填入表中。
可以看出,测试结果与理论计算具有很好的一致性。
2、以Rb=270kΩ,输入信号频率为1千赫,幅度为10毫伏。
测量放大器的电压放大倍数并与理论值进行比较。
并讨论放大电路参数变化对倍数的影响。
根据实验电原理图,用EWB软件进行模拟连线后的测量电路及结果如图4-3所示:图4-3通过交流毫伏表MV测得输出电压U0,与输入电压比较可以算得电压放大倍数Au=128.5/10=12.85倍。
而电压放大倍数的理论值由(1)-(6)式计算可得:R b=270 kΩ,I b=0.042mA, I c=1.25mA,r be=824Ω, Au=倍,理论计算与模拟实验具有很好的一致。
实验四放大电路电路频率响应分析和仿真实验1 实验要求与目的(1). 熟悉Hspice 编程语言和文件格式;(2). 通过实验掌握Hspice软件的基本用法;(3). 通过实验了解共源放大器、源极跟随器和共源共栅增益级放大电路频率响应分析和仿真。
2 实验原理(1). 共源放大器电路分析为了进行高频分析,图1中共源放大器的小信号等效电路如图2 所示。
这里,Cgs1 是M1 的栅极-源极电容。
注意,我们已经假设输入源极的输出电容可以忽略。
电容C2 由M1和M2 的漏极- 衬底电容与负载电容CL 的并联组成。
CL 一般占主导地位。
图1 电流源负载共源放大器图2 共源放大器高频分析的小信号模型(2). 源极跟随器放大器电路分析图4 源极跟随器频率响应的结构图5源极跟随器的一个等效小信号模型加补偿后源极跟随器(3) 共源共栅增益级3,实验步骤(1) 共源放大器a) Hspice仿真SP文件如下:.title Common-Source Amp Frequency Test.option post=2 numdgt=7 tnom=27Vdd 1 0 dc 5Ibias 2 0 dc 100uM3 2 2 1 1 pmos w=100u l=1.6uM2 3 2 1 1 pmos w=100u l=1.6uM1 3 4 0 0 nmos w=100u l=1.6uRin 5 4 180kVin 5 0 dc 0.849 ac 1Cl 3 0 0.3p.op.ac dec 20 1k 100Meg.print vdb(3).MODEL nmos NMOS LEVEL=3,TOX=1.8E-8,LD=0.08U,+UO=500,VMAX=2.0E5,PHI=0.6,GAMMA=0.5,+NSUB=2.5E16,VTO=0.7,NFS=8.2E11,CGSO=2.5E-10,+CGBO=2.5E-10,CJSW=2.5E-10,CGDO=2.5E-10,MJ=0.5,+CJ=2.5E-4,PB=0.9,IS=1.0E-16,JS=1.0E-4+KF=600E-27 AF=0.8 NLEV=2 RS=600+RD=600 ETA=0.05 KAPPA=0.007 THETA=0.06+ACM=2 XJ=2.7E-7 DELTA=0.7.MODEL pmos PMOS LEVEL=3,TOX=1.8E-8,LD=0.08U,+UO=165,VMAX=2.7E5,PHI=0.80,GAMMA=0.75,+NSUB=5.5E16,VTO=-0.7,NFS=7.6E11,CGSO=2.5E-10,+CGBO=2.75E-10,CJSW=3.4E-10,CGDO=2.5E-10,MJ=0.5,+CJ=3.7E-4,PB=0.8,IS=1.0E-16,JS=1.0E-4+KF=400E-27 AF=1.0 NLEV=2 RS=1200+RD=1200 ETA=0.12 KAPPA=1.5 THETA=0.135+ACM=2 XJ=2.3E-7 DELTA=0.3.end仿真过程增益随频率变化(2) 源极跟随器放大器a) 源极跟随器HSPICE 频率分析.title source follower frequency test.option post=2 numdgt=7 tnom=27Vdd 1 0 dc 5Vss 2 0 dc -5Ibias 3 2 dc 100uRin 4 0 180kCin 4 0 30fCl 3 0 10pM1 1 4 3 2 nmos w=100u l=1.6uIin 4 0 pulse(0 -5u 10n 0 0).op.tran 0.5n 300n.print v(3).MODEL nmos NMOS LEVEL=3,TOX=1.8E-8,LD=0.08U,+UO=500,VMAX=2.0E5,PHI=0.6,GAMMA=0.5,+NSUB=2.5E16,VTO=0.7,NFS=8.2E11,CGSO=2.5E-10,+CGBO=2.5E-10,CJSW=2.5E-10,CGDO=2.5E-10,MJ=0.5,+CJ=2.5E-4,PB=0.9,IS=1.0E-16,JS=1.0E-4+KF=600E-27 AF=0.8 NLEV=2 RS=600+RD=600 ETA=0.05 KAPPA=0.007 THETA=0.06+ACM=2 XJ=2.7E-7 DELTA=0.7.MODEL pmos PMOS LEVEL=3,TOX=1.8E-8,LD=0.08U,+UO=165,VMAX=2.7E5,PHI=0.80,GAMMA=0.75,+NSUB=5.5E16,VTO=-0.7,NFS=7.6E11,CGSO=2.5E-10,+CGBO=2.75E-10,CJSW=3.4E-10,CGDO=2.5E-10,MJ=0.5,+CJ=3.7E-4,PB=0.8,IS=1.0E-16,JS=1.0E-4+KF=400E-27 AF=1.0 NLEV=2 RS=1200+RD=1200 ETA=0.12 KAPPA=1.5 THETA=0.135+ACM=2 XJ=2.3E-7 DELTA=0.3.end仿真过程源极跟随器的阶跃响应没有补偿.title source follower frequency test.option post=2 numdgt=7 tnom=27Vdd 1 0 dc 5Vss 2 0 dc -5Ibias 3 2 dc 100uRin 4 0 180kCin 4 0 30fCL 3 0 10pM1 1 4 3 2 nmos w=100u l=1.6uIin 4 0 dc 0 ac 1.op.ac dec 20 1k 1GEG.print vdb(3).MODEL nmos NMOS LEVEL=3,TOX=1.8E-8,LD=0.08U,+UO=500,VMAX=2.0E5,PHI=0.6,GAMMA=0.5,+NSUB=2.5E16,VTO=0.7,NFS=8.2E11,CGSO=2.5E-10,+CGBO=2.5E-10,CJSW=2.5E-10,CGDO=2.5E-10,MJ=0.5,+CJ=2.5E-4,PB=0.9,IS=1.0E-16,JS=1.0E-4+KF=600E-27 AF=0.8 NLEV=2 RS=600+RD=600 ETA=0.05 KAPPA=0.007 THETA=0.06+ACM=2 XJ=2.7E-7 DELTA=0.7.MODEL pmos PMOS LEVEL=3,TOX=1.8E-8,LD=0.08U,+UO=165,VMAX=2.7E5,PHI=0.80,GAMMA=0.75,+NSUB=5.5E16,VTO=-0.7,NFS=7.6E11,CGSO=2.5E-10,+CGBO=2.75E-10,CJSW=3.4E-10,CGDO=2.5E-10,MJ=0.5,+CJ=3.7E-4,PB=0.8,IS=1.0E-16,JS=1.0E-4+KF=400E-27 AF=1.0 NLEV=2 RS=1200+RD=1200 ETA=0.12 KAPPA=1.5 THETA=0.135+ACM=2 XJ=2.3E-7 DELTA=0.3.end仿真过程源极跟随器的电压增益曲线b) 加补偿后源极跟随器HSPICE频率分析.title source follower frequency test.option post=2 numdgt=7 tnom=27Vdd 1 0 dc 5Vss 2 0 dc -5Ibias 3 2 dc 100uRin 4 0 180kCin 4 0 30fCL 3 0 10pM1 1 4 3 2 nmos w=100u l=1.6uIin 4 0 dc 0 ac 1C1 4 5 0.17pR1 5 0 49.3k.op.ac dec 20 1k 1GEG.print vdb(3).MODEL nmos NMOS LEVEL=3,TOX=1.8E-8,LD=0.08U,+UO=500,VMAX=2.0E5,PHI=0.6,GAMMA=0.5,+NSUB=2.5E16,VTO=0.7,NFS=8.2E11,CGSO=2.5E-10,+CGBO=2.5E-10,CJSW=2.5E-10,CGDO=2.5E-10,MJ=0.5,+CJ=2.5E-4,PB=0.9,IS=1.0E-16,JS=1.0E-4+KF=600E-27 AF=0.8 NLEV=2 RS=600+RD=600 ETA=0.05 KAPPA=0.007 THETA=0.06+ACM=2 XJ=2.7E-7 DELTA=0.7.MODEL pmos PMOS LEVEL=3,TOX=1.8E-8,LD=0.08U,+UO=165,VMAX=2.7E5,PHI=0.80,GAMMA=0.75,+NSUB=5.5E16,VTO=-0.7,NFS=7.6E11,CGSO=2.5E-10,+CGBO=2.75E-10,CJSW=3.4E-10,CGDO=2.5E-10,MJ=0.5,+CJ=3.7E-4,PB=0.8,IS=1.0E-16,JS=1.0E-4+KF=400E-27 AF=1.0 NLEV=2 RS=1200+RD=1200 ETA=0.12 KAPPA=1.5 THETA=0.135+ACM=2 XJ=2.3E-7 DELTA=0.3.end仿真过程源极跟随器的电压增益曲线(3) 共源共栅增益级a) Hspice仿真.title Cascode AMP frequency test.option post=2 numdgt=7 tnom=27Vdd 1 0 dc 5Ibias 6 0 dc 100uM4 6 6 7 1 pmos w=390u l=2uM5 7 7 1 1 pmos w=390u l=2uM6 8 7 1 1 pmos w=390u l=2uM3 2 6 8 1 pmos w=390u l=2uM2 2 3 4 0 nmos w=100u l=1.6uM1 4 5 0 0 nmos w=100u l=1.6uCl 2 0 0.3pVbias 3 0 dc 2.5Vin 5 0 dc 0.8425 ac 1.op.ac dec 10 0.1 1000Meg.print vdb(2).MODEL nmos NMOS LEVEL=3,TOX=1.8E-8,LD=0.08U,+UO=500,VMAX=2.0E5,PHI=0.6,GAMMA=0.5,+NSUB=2.5E16,VTO=0.7,NFS=8.2E11,CGSO=2.5E-10,+CGBO=2.5E-10,CJSW=2.5E-10,CGDO=2.5E-10,MJ=0.5,+CJ=2.5E-4,PB=0.9,IS=1.0E-16,JS=1.0E-4+KF=600E-27 AF=0.8 NLEV=2 RS=600+RD=600 ETA=0.05 KAPPA=0.007 THETA=0.06+ACM=2 XJ=2.7E-7 DELTA=0.7.MODEL pmos PMOS LEVEL=3,TOX=1.8E-8,LD=0.08U,+UO=165,VMAX=2.7E5,PHI=0.80,GAMMA=0.75,+NSUB=5.5E16,VTO=-0.7,NFS=7.6E11,CGSO=2.5E-10,+CGBO=2.75E-10,CJSW=3.4E-10,CGDO=2.5E-10,MJ=0.5,+CJ=3.7E-4,PB=0.8,IS=1.0E-16,JS=1.0E-4+KF=400E-27 AF=1.0 NLEV=2 RS=1200+RD=1200 ETA=0.12 KAPPA=1.5 THETA=0.135+ACM=2 XJ=2.3E-7 DELTA=0.3.end仿真过程共源共栅增益级的电压增益曲线。
单管放大电路仿真步骤
1、绘制单管放大电路
2、对电路进行工作点分析和瞬态分析•步骤1:选择仿真方式并设置仿真参数;
步骤2:启动仿真计算过程,显示信号波形;
步骤3:单击窗口工作点分析标签,显示工作点分析结果;
3、对电路进行温度扫描分析
•步骤1:选择温度扫描方式并设置仿真参数。
设置扫描温度范围
步骤2:显示工作点分析结果
步骤3:仅显示Vout波形
4、对电路进行参数扫描分析
•步骤1:选择参数扫描方式并设置仿真参数。
步骤2:观察输出电压波形变化情况。
单管共射放大电路的仿真: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/ ß电路的主要性能指标:理论分析:设ß=80,VBQ =2.8vVEQ=VBQ-VBEQ=2.1vrbe≈2.2kΩRi=1.12kΩ,Ro≈8.3 kΩAu=-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,会出现饱和失真当Rb1, Rc, Re不变时,Rb2小于5.6 kΩ时,会出现截止失真4.当Rb2, Rc, Re不变时,Rb1小于32 kΩ时,会出现饱和失真动态最大输出电压的幅值:改变静态工作点,我们可以看到有波形出现失真。
1 实验二晶体管单级放大电路实验一、实验目的1、熟悉分压式偏置共射极单管放大电路和射极输出器的组成。
2、掌握放大电路静态工作点的调试方法,加深静态工作点对放大电路性能的影响。
3、进一步熟悉常用电子仪器的使用方法。
二、预习要求1、熟悉分压式偏置共射极单管放大电路的构成。
2、熟悉共射放大电路静态工作点及调试方法。
3、什么是信号源电压u s ?什么是放大器的输入信号u i ?什么是放大器的输出信号u o ?如何用示波器和交流毫伏表测量这些信号?4、如何通过动态指标的测量求出放大器的电压放大倍数A V 、输入电阻R i 和输出电阻R o ?5、了解负载变化对放大器的放大倍数的影响。
6、观察静态工作点选择得不合适或输入信号u i 过大所造成的失真现象,从而掌握放大器不失真的条件。
三、实验设备及仪器模拟电子技术实验台、数字存储示波器、数字万用表、函数信号发生器、数字交流毫伏表。
四、实验内容及步骤1、连线如图1.1所示的分压式偏置共射放大电路。
2、共射放大电路静态工作点的测量图1.1 三极管共射放大电路接通电源V CC ,调节电位器RP1RP1,使发射极电位,使发射极电位U E =2.6V 2.6V,用直流电压表测量,用直流电压表测量U B 、U C 以及电阻R C1上的电压U Rc 的值,填入表1.1中。
中。
表1.1 静态直流工作点参数测量测 量 值 (V ) 计 算 值U E U B U C U Rc I E (mA ) I C (mA ) U CE (V )共射放大电路交流参数测量共射放大电路交流参数测量维持已调好的静态工作点不变,在输入端加入f =1kHz 1kHz、、u s =100mVrms 的正弦波信号,分别用交流毫伏表和双踪示波器测量u s 、u i 、u o 的值,并观察输入、输出波形及其相位,将结果填入表1.2中。
中。
表1.2 动态交流参数测量条件条件 测量值(mV ) 计 算 值 波 形R L u su iu oA V A VS R i R o 输入(u i ) 输出(u o )∞2k Ω输入电阻和输出电阻的计算方法如下:∵ s s i ii u R R R u += ∴ is i s i u u u R R -=∵ L Lo oo o R R R u u +=∴ L o o oo o R u u u R -=式中:式中:u u oo 为R L =∞时的输出开路电压,=∞时的输出开路电压,u u o =2k Ω时的输出负载电压。
资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载模电仿真实验共射极单管放大器地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容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。
图3.2.1 共射极单管放大器三、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(RW+R1)和R2组成的分压电路,发射极接有电阻R4(RE),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Ui ,经过放大在输出端即有与Ui 相位相反,幅值被放大了的输出信号Uo,从而实现了电压放大。
在图3.2.1电路中,当流过偏置电阻R1和R2的电流远大于晶体管T的基极电流IB时(一般5~10倍),则它的静态工作点可用下式进行估算(其中UCC为电源电压):(3-2-1)(3-2-2)(3-2-3)电压放大倍数(3-2-4)输入电阻(3-2-5)输出电阻(3-2-6)1、放大器静态工作点的测量与调试(1)静态工作点的测量测量放大器的静态工作点,应在输入信号Ui = 0的情况下进行,即将放大器输入端与地端短接,然后选用量程合适的万用表,分别测量晶体管的集电极电流IC以及各电极对地的电位UB、UC和UE。
MULTISIM的单管放大电路仿真研究
1单管放大电路图设计(如图所示)
2静态分析及放大倍数测量
(1)静态分析放大器的静态工作点Q指当输入信号为零时,晶体管
的基极电流Ib,集电极电流Ic,间的电压Ube,管压降Uce,分别记作Ibq,Icq,Ubeq,Uceq.
经计算Uce=Uc-Ue=8.51V,Uce>0.3V,三极管工作在放大状态。
(2)电压放大倍数测量;将输入信号设置为1KHz,10mv正弦波,双机双通道示波器图标XSC1,启动仿真开关,观察示波器上输入波形,得到输入输出信号反向且不失真的放大信号。
移动光标,读取最后一组数据计算放大倍数A=-705/19=-37.。
单管共射放大电路Multisim仿真实验
Lt
D
单管共射放大电路Multisim仿真
1.实验目的:在Multisim中构建单管共射放大电路,测量其
静态工作点,观察输入输出波形,测量输入输出电阻
2.实验器材(双踪示波器,万用表,电阻,电容,电源)
3.实验过程:
(1).测量静态工作点
〔2〕.观察Ui,Uo
〔3〕,当Ui=9.998mv时候
为了测量输出电阻R0,将RL开路的Uo’=1.567v
如图:
2.分压式工作点稳定电路Multisim仿真
〔1〕构建电路图,电路中三极管β=30,rbb`=300Ω
测得静态工作状态UBQ,UCQ,UEQ,IBQ,ICQ
(2).U0,Ii,示波器U0和UI相反
〔3〕.换上β=60的三极管后测得静态UBQ,UCQ,UEQ,IBQ,ICQ
反应放大电路Multisim仿真
1.实验目的:利用Multisim的直流工作点分析功能测量放大
电路的静态工作点
2.实验器材:双踪示波器,万用表,电阻,电容,电源.
3.实验过程
(1).构建如下电路图
(2). 利用Multisim的直流工作点分析功能测量放大电路的静态工作点
4.实验结果如图:。
竭诚为您提供优质文档/双击可除模拟电路仿真软件实验报告篇一:模拟电路仿真实验报告一、实验目的(1)学习用multisim实现电路仿真分析的主要步骤。
(2)用仿真手段对电路性能作较深入的研究。
二、实验内容1.晶体管放大器共射极放大器(1)新建一个电路图(图1-1),步骤如下:①按图拖放元器件,信号发生器和示波器,并用导线连接好。
②依照电路图修改各个电阻与电容的参数。
③设置信号发生器的参数为Frequency1khz,Amplitude10mV,选择正弦波。
④修改晶体管参数,放大倍数为40,。
(2)电路调试,主要调节晶体管的静态工作点。
若集电极与发射极的电压差不在电压源的一半上下,就调节电位器,直到合适为止。
(3)仿真(↑图1)(↓图2)2.集成运算放大器差动放大器差动放大器的两个输入端都有信号输入,电路如图1-2所示。
信号发生器1设置成1khz、10mV的正弦波,作为ui1;信号发生器2设置成1khz、20mV的正弦波,作为ui2。
满足运算法则为:u0=(1+Rf/R1)*(R2/R2+R3)*ui2-(Rf/R1)*ui1仿真图如图3图1-2图33.波形变换电路检波电路原理为先让调幅波经过二极管,得到依调幅波包络变化的脉动电流,再经过一个低通滤波器,滤去高频部分,就得到反映调幅波包络的调制信号。
电路图如图1-4,仿真结果如图4.篇二:multisim模拟电路仿真实验报告1.2.3.一、实验目的认识并了解multisim的元器件库;学习使用multisim 绘制电路原理图;学习使用multisim里面的各种仪器分析模拟电路;二、实验内容【基本单管放大电路的仿真研究】仿真电路如图所示。
1.2.修改参数,方法如下:双击三极管,在Value选项卡下单击eDITmoDeL;修改电流放大倍数bF为60,其他参数不变;图中三极管名称变为2n2222A*;双击交流电源,改为1mV,1kz;双击Vcc,在Value选项卡下修改电压为12V;双击滑动变阻器,在Value选项卡下修改Increment值为0.1%或更小。
单管放大电路仿真实验一、实验目的熟悉晶体管和场效应管放大电路以及集成运放的基本设计原则,并理解放大电路性能参数的调试和测试方法、静态工作点对动态参数的影响;熟悉仿真软件的基本分析和测量方法。
二、实验内容及理论分析本部分主要针对仿真电路进行初步的理论分析,以及依据理论预测实验现象,以便于和最后的仿真结果作对比。
1、仿真题2-1(3分):利用晶体管2N2222A(模型参数中的BF即β=220,RB即r bb’=0.13Ω)设计一个单电源供电的单管放大电路,电源电压为V CC = +15V。
具体要求如下:(1)设计并调整电路参数,使电路具有合适的静态工作点,测量静态工作点。
(2)测量动态参数A u、R i、R o、f L、f H,比较A u、R i、R o的理论计算值与实测值,并说明电路的特点。
注意测量时输出信号不能失真。
(3)调整电路参数,改善某一性能指标(如增大A u、或增大R i、或减小R o、或增大f H)。
要求先进行理论分析,然后再实验验证。
(4)调整电路参数或输入信号大小,使输出波形产生失真,分析是何种失真,可采取哪些措施消除并进行实验验证。
(通常,当失真度较大时,能够观察到波形顶部或底部变平或者曲率变小,而当失真度较小时,则需要借助失真度仪(Distortion Analyzer)来测量。
)设计采用如下图所示的电路实现:(1)分析电路的直流通路和静态工作点I BQ R b+(1+β)I BQ R e+U BEQ=V CCI BQ=V CC−U BEQ R b+(1+β)R eU CEQ=V CC−(1+β)I BQ R e经查阅2N2222A的参数,取U BEQ=0.7V进行估算,并且要求I CQ=βI BQ<10mA,即R b+(1+β)R e>314.6kΩ。
另外,由IV分析仪测得2N2222A的特性,认为4V<U CE<8V时晶体管处在放大区,所以U CEQ =V CC −(1+β)I BQ R e =V CC −221×14.3R e R b +221R e解得,66.3R e <R b <230.47R e 。
实验4 基本放大电路的研究(仿真) (一) 共发射极放大电路的特性
[实验目的]
1. 分析电路的结构和工作原理。
2. 学习静态工作点Q 的测量和调整方法。
3. 了解共发射极放大电路的特性。
[实验内容]
图4-1
在图4-1所示单级阻容耦合共射放大电路电原理图中,各元件参考值为:T 3DG44A, β=30, Rs=5kΩ, Rb=470kΩ, Rc=Rl=5kΩ, Cl=C2=50μF, U I =10mV/1kHz , Vcc=+12V , Ube=0.75V, r bb’=300Ω。
调节Rb 可调整放大器的静态工作点。
由图可算得静态工作点:
(1)
(2)
(3)
其中CQ I 为集电极静态工作电流,ceQ U 为集电集静态工作电压。
在中频段不需要考虑耦合电容和分布电容、晶体管结电容的影响。
利用微变等效电路法可得三极管输入端的微变等效电阻:
(4)
中频段电压放大倍数
:
(5)
其中等效负载电阻
:
(6)
由Au 表达式可知当Rc 、Ic 变化时,Au 随之变化。
1、测量不同Rb 时的Ib 、IcQ 、和 UceQ 的值并与理论值进行比较,并填充完成表格内容。
根据实验电原理图,用EWB 软件进行模拟连线,在基极和集电极串接一内阻(1nΩ)可不计的模拟电流表,在集电极和发射极并联一内阻为1GΩ的模拟电压表。
实际测试的EWB 计算机模拟界面如图4-2所示:
图4-2
依次改变Rb 的值将测试结果和理论计算值填入表中。
可以看出,测试结果与理论计算具有很好的一致性。
2、以Rb=270kΩ,输入信号频率为1千赫,幅度为10毫伏。
测量放大器的电压放大倍数并与理论值进行比较。
并讨论放大电路参数变化对倍数的影响。
根据实验电原理图,用EWB软件进行模拟连线后的测量电路及结果如图4-3所示:
图4-3
通过交流毫伏表MV测得输出电压U0,与输入电压比较可以算得电压放大倍数Au=128.5/10=12.85倍。
而电压放大倍数的理论值由(1)-(6)式计算可得:R b=270 kΩ,I b=0.042mA, I c=1.25mA,r be=824Ω, Au=倍,理论计算与模拟实验具有很好的一致。
通过模拟双踪示波器可观察放大器的输入与输出波形,其中红色线条为输入波形,黑色线条为输出波形,二者有一相位差π。
图4-3电路还可用来考察放大电路参数的变化对放大倍数的影响,现分别讨论之。
(1)集电极电流变化的影响。
在其它参数不变条件下,通过改变R b分别获得不同的I c,测出放大倍数与集电极电流之间的关系如下表示。
从表中可反映二点:当集电极电流大于某值,即三极管处于饱和时,电路的电压放大倍数小于1,当管子处于正常放大状态时,随着I c的减小,电路的电压放大倍数随之减小。
(2)负载电阻对放大倍数的影响。
取Ic=1.25mA,分别测出Rc= Rl =3 kΩ和Rc=Rl=5kΩ的放大倍数分别为倍和倍。
即随着负载电阻的减小,放大倍数随之减小。
3、放大器的最佳工作点与晶体管最大允许输入电压的研究
(1)在图4-3实验电路中取Rc=5kΩ,调节Rb使得当输入电压逐渐加大时,输出波形正负向同时出现削波,即表示这时放大器的静态工作点已选择在动态特性曲线的中点。
记录此时的IceQ值和UceQ值分别为(mA)和(V)。
测出当输出电压最大而不失真时放大器输入电压Us的值为mV(晶体管的输入电压Ube为39mV),此时放大器的动态范围最大。
(2)在上述电路中再改变Rb的值,当增大Rb时出现正向削波,说明晶体管出现了截止失真。
当减小Rb时出现反向削波,说明晶体管出现了饱和失真。
[问题思考] 当在b极和地之间接入电阻Rb1,在b极和c极之间接入另一电阻Rb2时,观察静态工作点将随着Rb1、Rb2的变化而如何变化。
找出与静态工作点有关的参数。
(二)电流负反馈偏置电路
[实验目的]
1.学习电流负反馈偏置电路的反馈作用的实现过程。
2.计算静态工作点,找出影响它的参数。
3.掌握反馈类型的判别方法。
[实验原理]
分压式偏置稳定电路——电流负反馈偏置电路如下图1所示:
图1
在实际电路中,有两种不同性质的反馈,分别为正反馈和负反馈。
负反馈:反馈信号Xf为正值,致使误差信号X i1=X i-X f<X i。
(X i为原输入信号),反馈放大器的增益小于基本放大器的增益。
反馈放大器负反馈具有自动调节作用,利用这种作用,可以在很大程度上克服各种外界不稳定因素对增益的影响。
它是以牺牲放大器增益为代价的。
R b1为上偏置电阻,R b2为下偏置电阻,R e为发射极电阻。
它们三者组成放大器的偏置电路。
正反馈:反馈信号X f为负值,致使误差信号X i1=X i-X f>X i。
(X i为原输入信号),反馈放大器的增益大于基本放大器的增益。
在输出端,电压反馈:凡是反馈信号取自负载R L上输出电压的反馈。
电流反馈:凡是反馈信号取自通过R L的输出电流的反馈。
在输入端,并联反馈:反馈网络与基本放大器相并接。
串联反馈:反馈网络与基本放大器相串接。
反馈类型判别方法:在输出端,将输出负载短接后,如果不存在反馈信号,则为电压反馈;如果仍然存在反馈信号,则为电流反馈。
在输入端,将输入端短接后,如果反馈信号加不到基本放大器的输入端,则为并联反馈;如果反馈信号能够加到基本放大器输入端,则为串联反馈。
图中,Re为反馈电阻,输出电流Ic*Re的电压反馈回输入端。
[实验内容与要求]
1.观察示波器的波形输出,了解Ce的作用。
2.改变Re的值,利用示波器观察Re对放大倍数的影响。
3.进行直流工作点分析,观察静态工作点随Rb1和Rb2改变有何变化。
4.改变负载电阻观察反馈电压的变化,了解反馈电压和输出电流成正比,和负载电阻成反比,是电流反馈的特点。