三极管及其放大电路的仿真

三极管及其放大电路的仿真一实验目的熟悉Multisim的使用方法，了解元件库、分析功能、虚拟仪表等功能。使用multisim分析和设计电子电路。二，实验设备MultisimV13三，实验内容1三极管特性曲线测量三极管：2N2222A。特点：小功率NPN型三极管。I输入曲线测量：输入特性曲线参数要求：：0～1.5V，步长0.01V；：0～12V，步长0.2V。图1-三极管输入曲线测量电路图通过对逐点扫描，每次变化一个Vcc，便可以得到一个变化曲线步骤：simulate→analysis→DCsweep然后开始设定要求，设置输出，最后如图所示：图二-三极管输入曲线参数设定最后分析出来的结果为：图三-三极管输入曲线注：在最开始的输入曲线下还需设置一下纵轴的值。因为从图中可以看到到了200mA，显然是不可能的，所以要设置一下的值，设置为1mA，变得到了和书中类似的图。结论：从图中可以看出来，在很小的时候，发现电流几乎为零，称为死区电压；当大于1v时，三极管的特性曲线简化成一条曲线。II输出曲线测量输出特性曲线参数要求：：0～12V，步长0.01V；：0～100μA，步长：10μA。图四-三极管输出曲线测量电路图步骤：simulate→analysis→DCsweep然后开始设定要求，设置输出，最后如图所示：图5-三极管输出曲线参数最后分析出来的结果为:图六-三极管输出曲线结论:从图中可以看出来。输出曲线基本分了三个区①当UCE大于1V时，IC只与IB有关，IC=IB，此区域也叫线性放大区②当UCE=0~1V，IBIC，也叫饱和区。造成饱和的原因是由于发射区发射的电子多，没有被完全收集到集电区。发射有余，收集不足③IB=0；IC=ICEO；UBE死区电压，该区称为截止区。2基本放大电路设计设计的电路图如图所示:图七-基本放大电路电路图可以通过改变RB的阻值来调整的值，从而到最后使接近6V。合理选择RB和RC，亦可使发射结正偏，集电结反偏。利用参数扫描，确定RB的值：图八-设定扫描RB的参数确定RB的值为1.7MΩ。启动电路，观察波形：图九-放大电路输出波形可以看出来，波形完好，没有失真。注意到波形最后反相，原因是电流的方向是相同的，所以在测量的时候回产生反相。放大倍数：88.3381图十-放大电路幅频特性曲线带宽：17.1MHz图十一-放大电路幅频特性曲线带宽有一定范围主要是因为电容的影响，当频率很大或很小的时候就要考虑到电容对电路的影响。3分压式偏置放大电路设计电路图：图十二-分压式放大电路采用分压的方式确定基极电压，同时因为有RE旁边的旁路电容的作用，在分析直流通路的时候并不用考虑RE的作用。通过参数扫描确定RE的值：图十三-设定扫描RE参数分析出来比较合适的电阻值为1.64k。进行仿真，波形为：图十四-分压式放大电路输出波形进行交流分析，频率特性曲线为：图十五-分压式电路幅频特性曲线从中可以看出放大倍数为71.11，和基本放大电路中的共基级放大倍数差不多，原因是二者放大倍数计算值相同，均为u1FERAR,而带宽为16.9696MHz图十六-分压式幅频特性曲线4负反馈多级放大1多级放大电路多级放大电路为：图十七-多级放大电路及输出波形从图上可以看出来波形是严重失真的，因为两次放大，放大倍数太大，超过了三极管可以承载的范围，所以输出曲线既饱和又截止，严重失真。加入负反馈可以使电路变的稳定。若要求放大倍数为100倍，而𝑅1为100，所以𝑅𝐹为10k.2负反馈电路：图十八-负反馈电路可以看到波形现在很稳定。可以测量放大倍数92.2386，基本复合预期。负反馈可以提高放大倍数的稳定性，拓展通频带的宽度放大倍数：图十九-负反馈电路幅频特性曲线频宽：3.6267MHz图二十-负反馈电路幅频特性曲线输入电阻的测量：图二十一-输入电阻测量测量AU和BU的值，则有949494RiiiiiRUUUUUUUUrRIURUU,带入数据可以计算出来，ir=199.8Ω输出电阻：0r(1)OoLOLURU,其中0OU是输出端空载时的电压，OLU是输出端接入负载时的输出电压无负载：图二十二-输出电阻无负载测量有负载：图二十三-输出电阻有负载测量660.768r(1)60.239635.428o