单管共射放大电路的仿真实验报告.docx

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单管共射放大电路的仿真实验报告

单管共射放大电路的仿真

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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（biaspoint）:

显示节点:

仿真结果：

静态工作点分析:

VCEQ=1.6V,ICQ≈1.01mA，IBQ=ICQ/ß

电路的主要性能指标：

理论分析：

设ß=80，VBQ=2.8v

VEQ=VBQ-VBEQ=2.1v

rbe≈2.2kΩ

Ri=1.12kΩ,Ro≈8.3kΩ

Au=-βRL’/rbe=56.7

仿真分析：

输入电阻：

输出电阻：

Ri=0.86kΩRo≈9.56kΩ

输入电压：

输出电压：

则Au=51.2

在测量电压放大倍数时，Au=-βRL’/rbe,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rbe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Ri=RB//rbe，理论值与实际值相差较大应该与β和rbe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1.9kΩ时，会出现饱和失真

当Re大于等于25kΩ时，会出现较为明显的截止失真

2.当Rb1,Rb2,Re不变时，Rc大于8.6kΩ时，会出现饱和失真

3.当Rb1,Rc,Re不变时，Rb2大于10.4kΩ时，会出现饱和失真

当Rb1,Rc,Re不变时，Rb2小于5.6kΩ时，会出现截止失真

4.当Rb2,Rc,Re不变时，Rb1小于32kΩ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。

静态工作点偏低，出现截止失真；静态工作点偏高，出现饱和失真。

放大电路的幅频相应和相频相应：

测出温度变化对静态工作点的影响：

第四章结论

通过以上实验可知，仿真所得值与理论计算基本一致。

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。

放大器在线性工作范围内，可以将信号不失真地放大，超过这个线性范围后，其输出信号将产生非线性失真。

要得到不失真的放大效果，必须设置合适的静态工作点。

基极的电压是与直流工作电压成线性关系，VBQ=[RB2/（RB1+RB2）]*Vcc，即VBQ应与Vcc成线性关系。

在电压频率特性曲线中，可以得到电路的通频带。

通频带的宽度表明放大电路对不同频率信号的放大能力。

在瞬态波形上，可以读出输入和输出电压的峰值，从而求出增益Au。

同时发现，输入输出电压相位相反。

设定RL为全局参数后，RL变大，VO变大。

输出电压变大，电压增益会变大。

即随着负载的增大，输出电压和增益都会增大。

通过以上的仿真结果及分析，我们发现仿真结果和理论结果大体是一致的。

所以仿真是成功的。

理论分析：

由以上结果可知，理论分析的值与仿真分析的值相对误差较小，引起误差的主要原因是在理论分析时，VBE取0.7v，，而在实际电路中，由管的材料性质本身决定的VBE不到0.7v。

另外，三极管的放大倍数也不是理想的150，有一定的误差。

1.直流特性扫描分析（DCsweep）

参数设置：

仿真结果：

VBQ=[RB2/（RB1+RB2）]*Vcc，VBQ应与Vcc成线性关系，所以仿真结果与理论分析很符合。

2.交流小信号频率分析（ACsweep）

参数设置：

幅频响应曲线：

通频带为13.122MHz，增益为67.014

输入电阻的频率响应曲线：

信号1KHz时，输入电阻为2.8328KΩ

改变电路图：

输出电阻的频响曲线：

信号1KHz时，输出电阻为2.8374KΩ

理论分析：

IBQ=0.01mA

rb’e=VT/IBQ=2.6KΩ

rbe=rb’e+rbb’=2.9KΩ

RB=34.12KΩ

Ri=RB∥rbe=2.67KΩ

Ro=Rc=3KΩ

Au=-62

4.瞬态特性分析（TransientAnalysis）

参数设置：

仿真结果：

绿色的为输入电压，红色的为输出电压

输入电压最大值Vimax=5mv，输出电压最大值Vomax=349.314mv

增益|Au|=Vomax/Vimax=69.863,大于理论值。

造成误差的原因是，实际上输出的最大值是不相等的，因而求出的最大值可能会偏大，造成求出的增益偏大。

加大输入电压峰值时，可以看到明显的输出波形失真

5.参数扫描分析（ParametricAnalysis）

设定RL为全局参数

参数设置：

仿真结果：

RL变大，VO变大。

输出电压变大，电压增益会变大。

理论分析，Au=-βRL’/[rbe+（β+1）RE1]，RL’=RL∥RC，RL变大，RL’变大，增益会变大，输出电压会随着负载电阻的增大而增大。

第四章结论

通过以上实验可知，仿真所得值与理论计算基本一致。

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。

放大器在线性工作范围内，可以将信号不失真地放大，超过这个线性范围后，其输出信号将产生非线性失真。

要得到不失真的放大效果，必须设置合适的静态工作点。

基极的电压是与直流工作电压成线性关系，VBQ=[RB2/（RB1+RB2）]*Vcc，即VBQ应与Vcc成线性关系。

在电压频率特性曲线中，可以得到电路的通频带。

通频带的宽度表明放大电路对不同频率信号的放大能力。

改变静态工作点，我们可以看到有波形出现失真。

静态工作点偏低，出现截止失真；静态工作点偏高，出现饱和失真。

在瞬态波形上，可以读出输入和输出电压的峰值，从而求出增益Au。

同时发现，输入输出电压相位相反。

设定RL为全局参数后，RL变大，VO变大。

输出电压变大，电压增益会变大。

即随着负载的增大，输出电压和增益都会增大。

通过以上的仿真结果及分析，我们发现仿真结果和理论结果大体是一致的。

所以仿真是成功的。