单管放大电路仿真

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。

单管放大器multisim 仿真
电路图如图1,电路由Multisim 11.0 软件制作，本文档中图片均为从中截图, 11.0与10.0的元件有部分不同（电阻外形不同， Vcc 不同）。

接下来是静态工作点的调整，改变电位器的阻值，使IcQ
=1m （ U R
C
=2.599V ）（由
于电位器调节公差的限制，此时 I CQ
最接近1mA ，达到合适的工作点，此时
u CE =2.429V 。

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经过放大后的波形与输入波形如图3,从图上可以看出出单管放大器的放大功能，以及倒相功能。

A通道为输入信号，B通道为输出信号。

由于A通道为
50mV/Div , B通道为500mV/Div，因此实际（同一量程下）的波形与图示差距更大。

符合图4算出的32.5的放大倍数。

由图4,可算出放大倍数A u =32.5
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图q篩人与输出电圧肓敎值
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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 。

EDA设计(一) 实验报告——实验一单级放大电路的设计与仿真一．实验内容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Ω，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 、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。

二．单级放大电路原理图单级放大电路原理图三．饱和失真、截止失真和不失真1、不失真不失真波形图不失真直流工作点静态工作点：i BQ=, i CQ=, v CEQ=2、饱和失真饱和失真电路图饱和失真波形图饱和失真直流工作点静态工作点：i BQ=,i CQ=,v CEQ=3、截止失真截止失真电路图截止失真波形图截止失真直流工作点静态工作点：i BQ=,i CQ=,v CEQ=四．三极管输入、输出特性曲线和 、r be 、r ce值1、β值静态工作点：i BQ=,i CQ=,v CEQ=V BEQ=β=i C/i B=2、输入特性曲线及r be值:由图：dx=，dy=r be=dx/dy=输入特性曲线3、输出特性曲线及r ce值:由图dx=, 1/dy=r ce=dx/dy=输出特性曲线五．输入电阻、输出电阻和电压增益1、输入电阻测输入电阻电路图由图：v= ，i=μAR i=v/i=μA=Ω2、输出电阻测输出电阻电路图1测输出电阻电路图2 由图：v o’= v o=R o=(v o’/v o-1)R L==Ω3、电压增益测电压增益电路图由图可得A V=六．幅频和相频特性曲线、f L、f H值由图可得f L= f H=Δf= f H - f L=七．实验结果分析1、R iR i理论=[r be+(1+β)R E]//R b1//R b2 =[2976+(1+220)x10]//127k//110k=ΩE1=、R oR o理论=R c=3 kΩE2=/3=1%3、AvI E理论=V B/R E=[ V cc R5/(R2+R5)]/( R6+R1)=[10x110/(127+110)]/2010=r be理论=200+26(1+β)/ I E =2976ΩAv理论=β(R C//R L)/[ r be+(1+β)R E]=220(3kΩ//Ω)/[2976+(220+1)x10]= E3=、V1=10mV时，会出现失真，但加一个小电阻即可减少偏差。

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。

单管放大电路仿真报告一、仿真电路图电路图中采用的三极管为MRF9011F，并将三极管的参数进行修改，经β值改为实测的β值为242.5，其余电路参数见电路图中所示。

二、静态工作点的测量在=1mA和2mA时，测量的值。

仿真过程中，利用电流探头测量的值，并调节滑动变阻器使得的值分别为1mA 和2mA，然后利用万用表直接测量的值。

电路图如下：XMM1当万用表XMM1示数为1V时，，当XMM1示数为2V时，，则得到的电流表数据如图：所以当 时， ；当 时，三、动态参数测量在 和2mA 时，分别测量输出电压幅值，电压放大倍数，输入和输出电阻，幅频特性。

其中输入为幅值为5mV 的正弦电压，频率为1kHz 。

1.测量幅值和放大倍数利用下图所示的电路图测量幅值和放大倍数：通过示波器观测输出电压的幅值，得到 和2mA 时的示波器示数如下两图：VCC由上图示波器显示可知，当 时，输出电压幅值为 ，所以；当 时，输出电压幅值为 ，所以 。

2.输入、输出电阻的测量测量输入电阻电路：在输入端串联一个阻值为5k Ω的电阻，用万用表分别测量电阻两端的电位，测出的数据如下图：所以 时，，同理测量当 时， ；测量输出电阻所采用的方法如下：测量带负载和负载开路时候的电压，测量结果如下：所以 时， ，同理可以测得当时， 。

测量幅频特性：测量幅频特性时，利用AC Analysis 测得幅频特性曲线，如下图：由图可知，。

同理可测出当时，，。

所以综上得到仿真的测量值为：对于负反馈电阻对于动态参数的影响，利用跟上面同样的测量方法可以得到：。

一、实验目的1.认识并了解Multisim的元器件库；2.学习使用Multisim绘制电路原理图；3.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】1.仿真电路如图所示。

2.修改参数，方法如下：双击三极管，在Value选项卡下单击EDIT MODEL；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。

三、数据计算1.由表中数据可知，测量值和估算值并不完全相同。

可以通过更精细地调节滑动变阻器，使V E更接近于1.2V.2.电压放大倍数测量值A u =−13.852985 ；估算值A u =−14.06 ；相对误差=−13.852985−(−14.06)−14.06×100% =−1.47%由以上数据可知，测量值和估算值并不完全相同，可能的原因有：1) 估算值的计算过程中使用了一些简化处理，如动态分析时视电容为短路，r be =300+(β+1)∙26I E等与仿真电路并不完全相同。

2) 仿真电路的静态工作点与理想情况并不相同，也会影响放大倍数。

3. 输入输出电阻验相同的原因外（不再赘述），还有：万用表本身存在电阻。

4.去掉R E1后，电压放大倍数增大，下限截止频率和上限截止频率增大，输入电阻减小。

说明R E1减小了放大倍数，增大了输入电阻。

四、感想与体会电子实验中，估算值与仿真值、仿真值与实际测量值往往并不完全一致。

在设计电路时可以通过估算得到大致的判断，再在电脑中进行仿真，最后再实际测量运行。

用电脑仿真是很必要的，一方面可以及早发现一些简单错误，防止功亏一篑，另一方面还可以节省材料和制作时间。

但必须考虑实际测量与仿真的不同之处，并应以实测值为准。

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。

基于Multisim的单管共射放大电路仿真分析单管共射放大电路中交流信号的作用和直流信号的作用共存。

在进行实验分析时，首先要进行直流分析，再进行交流分析。

根据从事多年电类基础实验教学经验判断，学生对于单管共射放大的直流分析和交流分析容易混淆。

传统的在实验室中测试共射放大电路静态工作点时，运用万用表测试电压值时，容易影响电路，使得测试值和理论值有出入。

并且晶体管会受到温度的影响和制作工艺影响，导致测试放大倍数不太准确。

为了解决这些矛盾，引入了一些仿真软件完成虚拟实验。

1 Multisim软件简介Multisim是加拿大IIT公司推出的一个专门用于电子线路仿真和设计的EDA工具软件，在保留EWB形象直观等优点的基础上，增加了大量的VHDL元件模型，大大增强了软件的仿真测试和分析功能。

几乎可以完全地仿真出真实电路的结果。

Multisim是EWB6．0版的仿真设计模块。

它把实验过程涉及到的电路、仪器以及实验结果等一起展现在使用者面前，整个学习过程好象在实验室中进行，电路参数调整方便，绝不束缚使用者的现象力。

自学、扩展很容易实现Multisim的主要功能有以下几点。

(1)通过直观的电路图捕捉环境,轻松设计电路。

(2)支持模拟电路、数字电路以及模数混合电路仿真。

(3)电路分析手段完备，提供多种电路分析方法。

(4)元器件丰富，包含多种仪器仪表。

(5)通过交互式SPICE仿真,迅速了解电路行为。

(6)借助高级电路分析,理解基本设计特征。

(7)通过一个工具链,无缝地集成电路设计和虚拟测试。

(8)通过改进、整合设计流程,减少建模错误并缩短上市时间。

(9)可以把该环境下电路原理图传输给Protel等常见印制电路板PCB进行设计。

2 分压式射极偏置电路仿真分析运行Multisim10软件对实验电路仿真教学的操作简单方便。

仿真实验步骤如下：(1)根据原理图创建电路；(2)分析该电路静态工作点；(3)交流分析。

(1)创建电路原理图：在元件库栏中选择元件拖拽到工作区适当位置，修改元件参数。