單管共集放大電路分析

1、word 教育資料課程設計說明書學生姓名:學 號：學院 :班級 :題目 : 晶體管單管共集電極放大電路分析指導教師：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計任務及要求 ：失真分析 3. 動態(tài)分析頻率響應分析靜態(tài)工作點 2.4. 參數(shù)掃描分析 5.設計原理 ：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，是模擬電子技術課程研究的主要內(nèi)容之一。電路的組成 : 電路要能放大 , 晶體管應工作在放大區(qū) , 即 Ube0,Ubc

2、0, 所以電源和電阻 的設置要滿足這些條件。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。本實驗使用 Multisim 10 進行仿真。該軟件基于 PC平臺，采用圖形操作界面虛擬仿真 了一個與實際情況非常相似的電子電路實驗工作臺， 他幾乎可以完成在實驗室進行的所有電 子電路實驗

3、，已被廣泛應用于電子電路分析， 設計，仿真等項目中，是目前世界上最為流行 的 EDA軟件之一，已被廣泛應用于國內(nèi)外的教育界和電子技術界。仿真過程：本實驗基本電路圖如下圖所示：1. 靜態(tài)工作點的分析：三極管是放大電路的核心，要使放大電路正常工作，必須為三極管設置合適的外部工作條件，即要設置合適的靜態(tài)工作點，否則會產(chǎn)生輸出信號的失真，或過大的功率損耗。合適的靜態(tài)工作點是一個動態(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，直流工作點分析，在各節(jié)點處添加測量探針進行測量，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 5 進行失真度分析，失真度前后如下圖：由上圖可知，該電路此時的失真度為0.005%，

6、可認為沒有產(chǎn)生失真。動態(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 時輸出電壓的值 Vo 和介入 Rl 時輸出電

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元件的參數(shù)在一定范圍變化時對在輸出頁中選擇節(jié)點 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：在基本電路圖上加入波特圖儀，如下圖所示：電路的影響。 相當于該元件每次取不同值時進行多次仿真。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圖。將波特圖儀連至電路的輸入端和被測節(jié)點，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)負反饋放大器， 是其上限頻率高 的原因。實驗結(jié)論：1 而接近于 1 ，即沒有電壓放大的作用，只綜合以上實驗數(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。利用其輸入電阻高，從信號源吸取電流小的特點，常用于電壓放大電路的輸入級。利用 其輸出電阻小， 帶負載能力強的特點， 又可以將它作為多級放大電路輸出級。 同時利用其輸 入電阻高， 輸出電阻小的特點， 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，這時可稱其為緩沖級。元器件列表：10mV 1kHz 交流電源1 個12V 直流電源1個示波器1個1k電阻3個2k電阻2個10k電阻1個35k電阻1個10F 電容2個47F 電容1個波特圖示儀1個失真分析儀1個電線若干七 . 收獲體會：通過設計讓我對模擬電子基礎知識掌握的更好， 也讓我認識到知識運用上的欠缺， 實踐 能力較差， 不斷熟悉課本知識， 了解模擬電路的基本設計思路， 掌握電路中各個儀器件的功 能特點， 體會從理論到實踐的思想， 提高分析問題解決問題的能力。 通過此次模擬電子電路 設計，我們初步的了解模擬電子電路設計的基本思路和設計方法

10、， 更進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。 讓我對模擬電子有更濃厚的興 趣。通過近兩個星期的課程設計，自己確實學到了不少東西，能將課本知識運用到實踐中， 真正做到學以致用，受益匪淺。另外，在設計過程中，更加學會了對學習資源的利用。例如 在圖書館和網(wǎng)上查閱相關資料， 自己動手解決不懂得難題， 自學能力也得到相應提高。 此外 還要特別感謝老師的指導，請允許我們對您表示崇高的敬意。八. 參考文獻：周常森 電子電路計算機仿真技 山東科技出版社康華光 電子技術基礎（模擬部分） 高等教育出版社沈尚賢 電子技術導論 高等教育出版社王連英 基于 multisim10 的電子仿真實驗與設計 北京郵電大學出版社童詩白 模擬電子技術基礎 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