模电课设长尾式差分放大电路

I目录1课程设计的目的与作用.............................................................................................................12设计任务、及所用multisim软件环境介绍.............................................................................12.1设计任务............................................................................................................................12.1.1软件介绍....................................................................................................................13电路模型的建立.........................................................................................................................24理论分析及计算.........................................................................................................................35仿真结果分析.............................................................................................................................46设计总结和体会.........................................................................................................................67参考文献.....................................................................................................................................611课程设计的目的与作用1.加深对差分放大电路工作原理及特性的理解。2.学会调节差分放大电路的静态工作点。3.了解电路产生零漂的原因及抑制方法。4.学习差分放大电路主要性能指标的测试方法。5.掌握差分放大电路在不同输入，输出模式时差模电压放大倍数，共模电压放大倍数的测试方法。2设计任务、及所用multisim软件环境介绍2.1设计任务长尾式差分放大电路在Multisim中构建一个接有调零电位器的长尾式差分放大电路如图（3.1），其中两个三极管的参数为β1=β2=50，rbb’1=rbb’2=300欧姆，调零电位器Rw的滑动端调在中间。在Multisim中构建一个接有调零电位器的长尾式差分放大电路，利用Multisim的直流工作点分析功能测量放大电路的静态工作点，并将仿真结果与估算结果进行比较。根据给定的电路参数，自行估算此差分电路在单端输出时的和，并将仿真结果进行比较。2.1.1软件介绍Multisim是InteractiveImageTechnologies(ElectronicsWorkbench)公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。软件以图形界面为主，采用菜单、工具栏和热键相结合的方式，具有一般Windows应用软件的界面风格，界面由多个区域构成：菜单栏，各种工具栏，电路输入窗口，状态条，列表框等。通过对各部分的操作可以实现电路图的输入、编辑，并根据需要对电路进行相应的2观测和分析。用户可以通过菜单或工具栏改变主窗口的视图内容。菜单中有一些与大多数Windows平台上的应用软件一致的功能选项，如File，Edit，View，Options，Help。此外，还有一些EDA软件专用的选项，如Place，Simulation，Transfer以及Tool等。Multisim10提供了多种工具栏，并以层次化的模式加以管理，用户可以通过View菜单中的选项方便地将顶层的工具栏打开或关闭，再通过顶层工具栏中的按钮来管理和控制下层的工具栏。通过工具栏，用户可以方便直接地使用软件的各项功能。3电路模型的建立在Multisim中构建带有集电极回路调零电位器的长尾式差分放大电路，电路参数为，其中两个三级管的参数为β1=β2=50，rbb′1=rbb′2=300Ω，VCC=VEE=12V，Rc1=Rc2=Rc=30kΩ，Re=27kΩ，R1=R2=R=10kΩ，Rw=500Ω，且设Rw的滑动段处于中点位置，负载电阻RL=20kΩ。图（3.1）长尾式差分放大电路仿真电路34理论分析及计算（1）、由三极管的基极回路可得静态分析:IBQ=)5.0Re2)(1(RwRUbeqVee=uAmA4)5.05.0272(51107.012ICQβIBQ=5040.2uAmAUCQ=VCC-ICQRC=6VUBQ=-IBQR=-40mV（2）、为了估算Ad，须先画出放大电路的交流通路。长尾电阻Re引入一个共模负反馈，故对差模电压放大倍数Ad没有影响。但调零电位器Rw种只流入一个三极管的电流，因此将使差模电压放大倍数降低。交流通路Ad=-'(1)2LWbeRRRrRL’=RC//2LR=7.5krbe=+(1+)26()6.93EQmVkI则:Ad==-12.6（3）、Rid=2[R+rbe+(1+β)2WR]59.4k4Ro=2Rc=60k（4）、当RL右端接地时，改为单端输出时可得：Ad=—1(//)212CLWbeRRRRr（）-10.1Ro=Rc=30k5仿真结果分析（1）、利用Multisim的直流工作点分析功能测量放大电路的静态工作点。分析结果如下：可知UCQ1=UCQ2=5.89216V（对地）UBQ1=UBQ2=-40.71884mV（对地）则ICQ1=ICQ2==mA=0.204mA（2）、加上正弦输入电压，利用虚拟示波器（双踪示波器或四踪示波器）可看出与反相，而与同相。5（3）、当Ui=10mV（即）时，由虚拟仪表测得Uo=127.513mV，Ii=169.787nA则Ad=—7517.12UiUoRi=kIiUi956.58将负载开路RL开路，测得Uo’=510.044mV则Ro='159.966LUoRkUo（4）、将电路图中的负载电阻右端接地，使差分放大电路改为单端输出，可测得、Uo’=255.03mV，则Ro=（—1）kk999.292066设计总结和体会恒流源电路在不高的电源电压下既为差分放大电路设置了合适的静态工作电流，又大大增强了共模负反馈作用，师电路具有更强的抑制共模信号的能力。通过对长尾式差分放大电路的设计，使我加深了对差分放大电路工作原理及特性的理解，同时学会了调节差分放大电路的静态工作点及其主要性能指标的测试方法。在差分放大电路中，增大发射极电阻Re的阻值，可提高共模抑制比。但采用大电阻Re要采用高的稳压电源。希望既要抑制零漂的效果比较好，同时又不要求过高的VEE值，可以采用一个三极管代替原来的长尾电阻Re。7参考文献[1]李良荣主编，罗伟雄副主编.现代电子设计技术——基于Multisim7&Ultiboard2001.北京：机械工业出版社，2004[2]清华大学电子学教研组编.杨素行主编.模拟电子技术基础简明教程.3版.北京：高等教育出版社，2005