單管共集放大電路分析

1、word 教育資料課程設(shè)計(jì)說明書學(xué)生姓名:學(xué) 號：學(xué)院 :班級 :題目 : 晶體管單管共集電極放大電路分析指導(dǎo)教師：職稱 :2012 年 7 月 2 日課題名稱 ：晶體管單管共集電極放大電路分析設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 ：失真分析 3. 動(dòng)態(tài)分析頻率響應(yīng)分析靜態(tài)工作點(diǎn) 2.4. 參數(shù)掃描分析 5.設(shè)計(jì)原理 ：放大是對模擬信號最基本的處理，在大多數(shù)的電子系統(tǒng)中都含有各種各樣的放大電路，其作用是將微弱的模擬信號放大到所需的數(shù)值。 放大電路及其基本分析方法是構(gòu)成其他模擬 電路的基本單元和基礎(chǔ)，是模擬電子技術(shù)課程研究的主要內(nèi)容之一。電路的組成 : 電路要能放大 , 晶體管應(yīng)工作在放大區(qū) , 即 Ube0,Ubc

2、0, 所以電源和電阻 的設(shè)置要滿足這些條件。其基本電路如圖所示 .Vbb 和 Rb及 Re相配合 , 給晶體管設(shè)置合適的基極電流 ;Vcc 提供了晶體管的集電極電流 和輸出電流 . 交流信號 Ui 從基極輸入 , 產(chǎn)生變化的基極電流 Ib, 再通過晶體管得到了放大了 的 Ie, 而變化的 Ie 流過電阻 Re得到了變化的電壓 , 從發(fā)射極輸出 .對于交流信號來說 , 集電 極是公共端 , 所以是共集放大電路。本實(shí)驗(yàn)使用 Multisim 10 進(jìn)行仿真。該軟件基于 PC平臺，采用圖形操作界面虛擬仿真 了一個(gè)與實(shí)際情況非常相似的電子電路實(shí)驗(yàn)工作臺， 他幾乎可以完成在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的所有電 子電路實(shí)驗(yàn)

3、，已被廣泛應(yīng)用于電子電路分析， 設(shè)計(jì)，仿真等項(xiàng)目中，是目前世界上最為流行 的 EDA軟件之一，已被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外的教育界和電子技術(shù)界。仿真過程：本實(shí)驗(yàn)基本電路圖如下圖所示：1. 靜態(tài)工作點(diǎn)的分析：三極管是放大電路的核心，要使放大電路正常工作，必須為三極管設(shè)置合適的外部工作條件，即要設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，否則會(huì)產(chǎn)生輸出信號的失真，或過大的功率損耗。合適的靜態(tài)工作點(diǎn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念。從減小靜態(tài)功率損耗的角度出發(fā)，希望靜態(tài)值越 小越好；從獲得較大的動(dòng)態(tài)范圍出發(fā)，在輸出信號不失真的情況下希望靜態(tài)值大一些為好。在輸出波形不失真的情況下，選擇仿真，分析，直流工作點(diǎn)分析，在各節(jié)點(diǎn)處添加測量探針進(jìn)行測量，如

4、下圖：XFG1XSC1VCCR71 R111kV1V: 2.58 VV（峰-峰）: 24.9 mVV（有效值 ）C: * 21.58 VV2（直流）: 2C.51 *8 VI: 211.7 uAI（峰 -峰）: 210 nA I（有效值1）0: u11F.7 uA I（直流 ）: 11.7 uA 頻率: 1.00 kHzR335k探針 1, 探針1XDA101kHz010mVrmsR210kV: 8.15 V12VV（峰-峰）: 123 uV12VVCC V（有效值 ）: 8.15 VV（直流 ）: 8.15 VR4 I: 1.93 mA2k I（ 峰-峰）: 36.2 uAI（ 有效值 ）C

5、: 13.92 mA5 I（ 直流 ）: 1.92 mA 探針頻2率,探:針 1.020 kHz47uFXBP1THDOUTQ142探N針2232 ,VV2探:（ A1針.9-53 VC）:2 24.3 mVV（ 峰 - 峰 ）: 24.3 mVV（ 有效值 ）: 1.94 VR5 V（ 直流10）:u 1F.94 VR6R5 I: 1.95 mAR61k I（ 峰- 峰 ）: 36.4 uA 2kI（ 有效值 ）: 1.94 mAI（ 直流 ）: 1.94 mA頻率: 1.00 kHz把 R3 改小，對節(jié)點(diǎn) 5 進(jìn)行失真度分析，失真度前后如下圖：由上圖可知，該電路此時(shí)的失真度為0.005%，

6、可認(rèn)為沒有產(chǎn)生失真。動(dòng)態(tài)分析：電路的放大倍數(shù)，輸入電阻，輸出電阻在在輸出波形不失真的情況下，可用示波器進(jìn)行 測量。XFG17VCC12VVCCR71kR11kV1C110uFR335kR42k4Q12N2222AC347uFC210mVrms10kHz0R210k5kR1k6kR2k如下圖所示，取輸出電壓峰值較小的一組仿真測量數(shù)據(jù)，有 Av=0.753 在信號頻率的中頻段， 給定一正弦波信號， 在輸出波形不失真的情況下， 用示波器分被測量 Vsp 和 Vip 的數(shù)值，則 Ri=R1Rb1Rb2=0.886K 在輸出波形不失真的情況下，測得斷開 Rl 時(shí)輸出電壓的值 Vo 和介入 Rl 時(shí)輸出電

7、壓 Vol 的 值，則 Ro=R5 R6=0.667K由上圖可以得出 u=U0/Ui=0.753參數(shù)掃描分析：用參數(shù)掃描分析的方法分析電路，可以較快的獲得某個(gè)元件的參數(shù)在一定范圍變化時(shí)對在輸出頁中選擇節(jié)點(diǎn) 3 作為分析變量，如下圖：最后單擊仿真按鈕，參數(shù)掃描仿真結(jié)果如下圖所示：5. 頻率響應(yīng)：在基本電路圖上加入波特圖儀，如下圖所示：電路的影響。 相當(dāng)于該元件每次取不同值時(shí)進(jìn)行多次仿真。6按下 Simulate 按鈕，可在顯示圖上獲得被分析節(jié)點(diǎn)的頻率特性波形。交流分析的結(jié)果， 可以顯示幅頻特性和相頻特性兩個(gè)圖。將波特圖儀連至電路的輸入端和被測節(jié)點(diǎn)，雙擊波特圖儀，得到幅頻特性和相頻特性。如下圖：由

8、上圖可知，共集電極放大器是理想的電壓跟隨器，在一定范圍內(nèi)，電壓放大倍數(shù)小于1 而接近于 1 。 共集電極放大器是反饋系數(shù)為 1 的電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大器， 是其上限頻率高 的原因。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：1 而接近于 1 ，即沒有電壓放大的作用，只綜合以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，共集電路電壓增益小于有電流放大作用，屬同相放大電路。輸入電阻大，輸出電阻小，頻率特性較好，具有電壓跟 隨的特點(diǎn)。利用其輸入電阻高，從信號源吸取電流小的特點(diǎn)，常用于電壓放大電路的輸入級。利用 其輸出電阻小， 帶負(fù)載能力強(qiáng)的特點(diǎn)， 又可以將它作為多級放大電路輸出級。 同時(shí)利用其輸 入電阻高， 輸出電阻小的特點(diǎn)， 可以把它作為多級放大電路的中間級， 以隔

9、離前后級之間的 相互影響，在電路中起阻抗變換的作用，這時(shí)可稱其為緩沖級。元器件列表：10mV 1kHz 交流電源1 個(gè)12V 直流電源1個(gè)示波器1個(gè)1k電阻3個(gè)2k電阻2個(gè)10k電阻1個(gè)35k電阻1個(gè)10F 電容2個(gè)47F 電容1個(gè)波特圖示儀1個(gè)失真分析儀1個(gè)電線若干七 . 收獲體會(huì)：通過設(shè)計(jì)讓我對模擬電子基礎(chǔ)知識掌握的更好， 也讓我認(rèn)識到知識運(yùn)用上的欠缺， 實(shí)踐 能力較差， 不斷熟悉課本知識， 了解模擬電路的基本設(shè)計(jì)思路， 掌握電路中各個(gè)儀器件的功 能特點(diǎn)， 體會(huì)從理論到實(shí)踐的思想， 提高分析問題解決問題的能力。 通過此次模擬電子電路 設(shè)計(jì)，我們初步的了解模擬電子電路設(shè)計(jì)的基本思路和設(shè)計(jì)方法

10、， 更進(jìn)一步的掌握了各種元 器件的功能和特性以及晶體管單管共集電極放大電路的特點(diǎn)。 讓我對模擬電子有更濃厚的興 趣。通過近兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)，自己確實(shí)學(xué)到了不少東西，能將課本知識運(yùn)用到實(shí)踐中， 真正做到學(xué)以致用，受益匪淺。另外，在設(shè)計(jì)過程中，更加學(xué)會(huì)了對學(xué)習(xí)資源的利用。例如 在圖書館和網(wǎng)上查閱相關(guān)資料， 自己動(dòng)手解決不懂得難題， 自學(xué)能力也得到相應(yīng)提高。 此外 還要特別感謝老師的指導(dǎo)，請?jiān)试S我們對您表示崇高的敬意。八. 參考文獻(xiàn)：周常森 電子電路計(jì)算機(jī)仿真技 山東科技出版社康華光 電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分） 高等教育出版社沈尚賢 電子技術(shù)導(dǎo)論 高等教育出版社王連英 基于 multisim10 的電子仿真實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì) 北京郵電大學(xué)出版社童詩白 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 高等教育出版社從圖中可以得到， Vbe=2.576V Ieq=1.93mA Ibq=11.7A Vceq=8.15V查表可知，小信號三極管( 2N2222A) Vbe=0.75V 則Vbe=(Rb2