仿真实验四 共射极放大电路分析
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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 。
基本共射极放大电路1. 实验背景VBB , Rb:使发射极正偏,并提供合适的基极偏置电流 VCC :通过Rc 使T 集电极反偏,VCE>=VBE RC: 将集电极电流信号转换为电压信号,限流 三极管 T 起放大作用 分析方法:叠加前提:BJT 工作在线性放大区图11. 静态(直流工作状态)输入信号vs =0时,放大电路的工作状态称为静态或直流工作状态。
电流关系:bBEQBB BQ R V V I -=BQCEO BQ CQβI I βI I ≈+=VCEQ=VCC -ICQRcIB、IC和VCE 是静态工作状态的三个量,用Q表示,称为静态工作点Q( IBQ,ICQ,VCEQ )。
图22. 动态输入正弦信号vs后,电路将处在动态工作情况。
此时,BJT各极电流及电压都将在静态值的基础上随输入信号作相应的变化。
交流通路图3图42.实验目标1.静态工作点的计算2.通过仿真实验理解基本共射极放大电路的基本原理.3. 实验方法1> 按所给电路画好电路图2> 区分所要求的是交流电路,直流电路和混合电路,调整好电路,加入指针。
3> 调整时间间隔,进行时间扫描。
如图所示。
4. 实验设计1. 下图为基本共射极放大电路的仿真电路图。
试计算静态工作点的各参数并与手算结果进行比较。
Q1Q2N2222R120kR22kV11VdcV29VdcV3AC =TRAN = sin(0v ,10mv ,1khz,0s,0,0)DC =2. 基于以上电路图,请分别绘出v s ,v BE ,i B ,i C ,v CE ,v ce 的波形图3. 电路图如下图所示。
通过仿真结果,请说明上图v 2的作用。
Q1Q2N2222R120kR22kV11VdcVs AC =TRAN = sin(0v ,10mv ,1khz,0s,0,0)DC =4. 电路图如下图所示。
当vs 的振幅分别为10mv 与1v 时,比较i B 与i C 。
Multisim模拟电路仿真实验1.Multisim用户界面与根本操作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与仪器仪表,将元器件和仪器集合为一体,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为根底的仿真工具,原名EWB。
IIT公司于1988年推出一个用于电子电路仿真和设计的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 进展了较大变动,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和LabVIEW虚拟仪器的仿真和应用。
下面以Multisim10为例介绍其根本操作。
图1-1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局部。
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。
图1-2 Multisim菜单栏其中,Options菜单下的Global Preferences和Sheet Properties可进展个性化界面设置,Multisim10提供两套电气元器件符号标准:ANSI:美国国家标准学会,美国标准,默认为该标准,本章采用默认设置;DIN:德国国家标准学会,欧洲标准,与中国符号标准一致。
共射极单管放大电路实验报告
共射极单管放大电路是一种常见的放大电路,由一个NPN型晶体管组成。
本实验的目的是通过实验验证共射极单管放大电路的放大特性。
一、实验原理:
共射极单管放大电路是一种常用的放大电路,使用一个NPN型晶体管来放大输入信号。
晶体管的三个引脚分别为发射极(E)、基极(B)、集电极(C)。
在共射极单管放大电路中,输入信号通过耦合电容C1输入到基极,集电极通过负载电阻RC与正电源相连。
输出信号由电容C2耦合到负载电阻RL上。
二、实验仪器:
1. 功率放大器实验箱
2. 万用表
3. 音频信号发生器
三、实验步骤:
1. 连接电路:根据实验箱上的电路图,将电路连接好。
2. 调整电源:根据实验箱上的电源电压要求,调整电源电压。
3. 调节发生器:将发生器的频率调节到所需的数值,信号幅度调节适宜值。
4. 测量电压:用万用表分别测量发射极电压、集电极电压和基极电压。
5. 测量电流:用万用表测量发射极电流、集电极电流和基极电流。
6. 测量电容:用万用表测量输入输出电容。
四、实验结果:
将实验测得的数据填入实验报告中,并绘制相应的图表。
五、实验分析:
根据实验结果分析共射极单管放大电路的放大特性、输入输出电容等参数。
六、实验总结:
总结本实验的目的、步骤、结果以及实验中遇到的问题等。
七、思考题:
进一步思考实验中遇到的问题,并提出解决方案。
共射极基本放大电路分析为了更好地理解共射极基本放大电路,我们需要进行以下几个方面的分析:1.伏安特性分析:首先我们需要了解晶体管的伏安特性曲线,它描述了晶体管的电流与电压之间的关系。
晶体管的伏安特性曲线通常具有三个区域:截止区域、饱和区域和放大区域。
在截止区域,输入电压较低,晶体管处于截止状态,没有电流通过。
在饱和区域,输入电压较高,晶体管处于饱和状态,有最大的电流通过。
在放大区域,输入电压介于截止电压和饱和电压之间,晶体管将以放大信号的形式输出。
2.小信号模型分析:在共射极基本放大电路中,输入信号通常是小信号,我们可以将晶体管视为线性放大器。
我们可以使用小信号模型来简化电路,将晶体管视为电流放大器和电压放大器。
在这种情况下,共射极基本放大电路可以被看作是一个共射极放大器。
3.增益分析:共射极基本放大电路的放大增益是指输出电压与输入电压之间的比值。
放大增益通常用β表示,β是晶体管的电流放大因子或射极电流与基极电流之比。
增益值可以通过测量输入和输出信号的幅度来计算。
4.截止频率分析:共射极基本放大电路的截止频率是指输入信号频率超过该频率时,晶体管的放大增益开始下降。
截止频率可以通过晶体管的频率响应特性来确定。
5.稳定性分析:共射极基本放大电路的稳定性是指输出信号对于电源电压和温度变化的抗干扰能力。
稳定性分析可以通过电压分压器和电流源的设计来实现。
除了上述的分析,还可以对共射极基本放大电路进行功率分析、频率响应分析、电流增益分析等等。
这些分析可以帮助我们更好地理解共射极基本放大电路的工作原理,并且有助于我们进行电路设计和性能优化。
总结起来,共射极基本放大电路是一种重要的放大电路,需要对其伏安特性、小信号模型、增益、截止频率和稳定性等方面进行详细分析,以便更好地理解其工作原理并进行电路设计和优化。
共射极单管放大电路实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过搭建共射极单管放大电路,掌握共射极放大电路的基本原理,了解其放大特性,并通过实验验证其放大性能。
二、实验原理。
共射极单管放大电路是一种常用的放大电路,其基本原理是利用晶体管的放大特性,实现信号的放大。
在共射极放大电路中,输入信号加在基极上,输出信号则从集电极上取出。
当输入信号加在基极上时,晶体管的输出电流会随之变化,从而实现对输入信号的放大。
三、实验仪器与器材。
1. 三极管(晶体管)×1。
2. 电阻(1kΩ,10kΩ)×2。
3. 电容(0.1μF,10μF)×2。
4. 信号发生器。
5. 示波器。
6. 直流稳压电源。
7. 万用表。
8. 面包板。
9. 连接线。
四、实验步骤。
1. 将三极管、电阻和电容等元器件按照电路图连接在面包板上;2. 将信号发生器的正负极分别连接到输入端,将示波器的探头分别连接到输入端和输出端;3. 调节直流稳压电源,给电路提供适当的电压;4. 调节信号发生器的频率和幅度,观察示波器上的波形变化;5. 记录输入信号和输出信号的波形,并测量其幅度。
五、实验结果与分析。
通过实验观察和记录,我们得到了输入信号和输出信号的波形图,并测量了其幅度。
根据实验数据,我们可以得出共射极单管放大电路的放大倍数、频率响应等性能指标。
六、实验结论。
通过本次实验,我们成功搭建了共射极单管放大电路,并对其放大特性进行了验证。
实验结果表明,共射极单管放大电路具有良好的放大效果和频率响应特性,能够对输入信号进行有效放大,并且在一定频率范围内保持稳定的放大倍数。
七、实验总结。
本次实验使我们深入了解了共射极单管放大电路的工作原理和特性,掌握了搭建和调试放大电路的方法,提高了对电子电路的实际操作能力和理论知识的应用水平。
通过本次实验,我们不仅学到了共射极单管放大电路的基本原理和实验操作技巧,还对电子电路的实际应用有了更深入的了解。
希望通过今后的实验学习,能够进一步提高自己的实验能力和动手能力,为今后的学习和科研打下坚实的基础。
共射极单管放大电路实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过搭建共射极单管放大电路,了解其基本工作原理,掌握其特性参数的测试方法,并通过实验验证理论知识。
二、实验原理。
共射极单管放大电路是一种常见的电子放大电路,由一个晶体管和几个无源元件组成。
在该电路中,晶体管的发射极接地,基极通过输入电容与输入信号相连,集电极与负载电阻相连,输出信号由负载电阻取出。
当输入信号加到基极时,晶体管的输出信号将由集电极取出,实现信号的放大。
三、实验器材。
1. 电源。
2. 信号发生器。
3. 示波器。
4. 电阻、电容等无源元件。
5. 直流电压表。
6. 直流电流表。
四、实验步骤。
1. 按照电路图连接好电路,并接通电源。
2. 调节电源电压,使得晶体管工作在正常工作区域。
3. 使用信号发生器输入不同频率的正弦信号,观察输出信号的波形变化。
4. 测量输入输出信号的幅度,并计算电压增益。
5. 测量输入输出信号的相位差。
6. 测量电路的输入、输出阻抗。
五、实验结果与分析。
通过实验,我们得到了不同频率下的输入输出信号波形,并测量了其幅度和相位差。
根据测量数据,我们计算得到了电压增益和输入输出阻抗。
通过对比实验数据和理论值,我们发现实验结果与理论值基本吻合,验证了共射极单管放大电路的基本工作原理。
六、实验总结。
通过本次实验,我们深入了解了共射极单管放大电路的工作原理和特性参数的测试方法,掌握了实际搭建和测试的技能。
通过实验验证了理论知识,加深了对电子放大电路的理解,为今后的学习和研究打下了基础。
七、实验注意事项。
1. 在搭建电路时,注意连接的准确性,避免短路或接反。
2. 调节电源电压时,小心操作,避免电压过高损坏元件。
3. 在测量输入输出信号时,注意示波器的设置和测量方法,确保测量准确。
八、参考文献。
1. 《电子技术基础》。
2. 《电子电路》。
3. 《电子电路设计手册》。
以上就是本次共射极单管放大电路实验的报告内容,希望能对大家的学习和实践有所帮助。
实验四共射极放大器仿真实验仿真一、实验目的1.运用仿真软件实现对共射极放大电路的静态和动态分析2.掌握静态工作点对电路输出的影响及调整方法3.进一步加深对放大电路特性与原理的理解。
二、实验准备1.Multisim软件的使用说明2.掌握共射放大电路的工作原理及静态、动态特性分析方法三、实验内容与要求(一) 实验仿真电路图1实验仿真电路(三极管用Q2222A或其它管)(二) 放大器的调试:调节R3到合适静态工作点(R3为P76页图中基极上偏置总电阻)根据实验指导书P76图1仿真电路,逐渐增大输入信号ui,用示波器观察输出信号波形,当出现失真时(输出波形正半周或负半周失真),调节R3,使失真消失。
继续增大ui,当再次出现失真时,调节R3,如此重复上述实验过程,直到增大输入信号时,输出信号同时出现失真,则认为静态工作点为最合适。
逐渐减小输入,当达到输出刚不失真时即为该放大器最大不失真输出电压。
1.测量相应的仿真结果到表1。
2.最不失真输出时的输入/输出仿真波形。
图2最大不失真输出时的/输出波形3.交流分析结果图3放大电路输出点交流分析仿真结果(三) 静态工作点对输出的影响仿真分析1.调节R3,当输出出现饱和失真时,记录静态工作点到表2,记录输入、输出信号波形。
逐渐减小输入信号直到刚好出现不失真,记录此时的输入电压、输出电压及其放大位数到表2。
表2图4饱和失真时输入输出电压波形2.调节R3,当输出出现截止失真时,记录静态工作点到表3,记录输入、输出信号波形。
逐渐减小输入信号直到刚好出现不失真,记录此时的输入电压、输出电压及其放大位数到表3。
表2图5 截止失真时输入输出电压波形四、实验思考1.静态工作点对放大器输出的影响是什么?如何调整合适的静态工作点?2.如果是共集电极放大器和共基极放大器,则当输出电压信号出现正半周或负半周失真时分别属于哪种失真,为什么?答:静态工作点偏低,有可能导致截止失真,偏高,可能导致饱和失真,所以选取适当的静态工作点很重要,当静态工作点选在交流负载线的中点的时候,可以使有效区范围最大,允许最大范围的电压的输入。
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/ 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。
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
四、实验总结
理论值和仿真结果有一定的误差,主要原因是电压表电流表都有内阻,使结果偏小,导致得不到理论值。
并且三极管内有小电阻rbe,导致电压偏小。
通过本次仿真电压路实验设计,我了解了三极管内部结构,其中有发射集,集电极,基极,而且会使用了三极管,依旧有二极管的单项导电性,其中计算时更不能忘记三极管的内部小电阻。
而且在此次仿真设计中我还了解了非线性电路的特点,帮助颇大。