模拟电路文档

模拟电子技术仿真软件文档汇总 Multisim应用举例

实验课程名称模拟电子技术实验

年级 2011 级

专业电子信息科学与技术

学生姓名张超

学号 110914057 指导老师肖开选老师

1.7 Multisim 应用举例-二极管特性的研究

一、题目

研究二极管对直流和交流量的表现的不同特点。

二、仿真电路

仿真电路如图所示。因为只有在低频小信号下二极管才能等效成一个电阻，所以图中交流信号的频率为1KHZ、数值为10mA(有效值)。由于交流信号很小，输出电压不是真，故可以认为直流电压表（测平均值）的读数是电阻上直流电压源。

三、仿真内容

（1）在直流电流不同时二极管管压降的变化。利用直流电压表测电阻上电压，从而得到二极管管压降。

（2）在直流电流不同时二极管交流等效电阻的变化。利用示波器测

得电阻上交流电压的峰值，从而得到二极管交流电压的峰值。

直流电源电压为1v时的情况

直流电源电压为4v时的情况。

四、仿真的结果

仿真结果如图所示，表中交流电压均为峰值。

仿真数据

直流电源v1/v 交流信号

v2/mv

R直流电压

表读数uR

R交流电压

Ur/mv

二极管直流

电压uD/v

二极管交流

电压

Ud/mV

1 10 353.847mV 9.32

2 0.65 0.678

4 10 3.296V 9.920 0.704 0.080

五、结论

（1）比较直流在1v和4v两种情况下二极管的直流管压降可知，二极管的直流电流越大，管压降越大，直流管压降不是常量。

（2）比较直流在1v和4v两种情况下二极管的直流管压降

可知，二极管的直流电流越大，其交流管压降越小，说明随着静态电流的增大，动态电阻将减少；两种情况下电阻的交流压降均接近输入交流电压值，说明二极管的动态电阻很小。

2.81Rb变化对Q点和电压放大倍数的影响

一、题目

研究R b 变化对Q点的和Au的影响。

二、仿真电路

仿真电路如图2.8.1（a）所示。晶体管采用FMMT5179,其参数BF=133,RB=5Ω。

三、仿真内容

（1）分别测量R b=3MΩ和3.2MΩ时的U CEQ和Au。由于信号值很小为1mV,输出电压不失真，故可以从万用表直流电压（为平均值）档读出静态管压降U CEQ。左边万用表显示R b=3MΩ时的U CEQ ，右边万用表显示R b=3.2MΩ时的U CEQ，从示波器可读出输出电压的峰值。

（2）输入电压峰值逐渐增大至20mV，观察输出电压波形的变化情况。

四、仿真结果

（1）R b=3MΩ和R b=3.2MΩ时的U CEQ和Au仿真结果如表2.8.1所示。

表2.8.1仿真数据

基极偏置电阻Rb /M Ω 直流电压表读数U CEQ/V 信号源峰值 U IPP/mV 示波器显示波形峰值

U OPP/mV

I CQ/mA Au

3 8.435 1 111.84

4 0.66 112

3.2 8,785 1 106.568 0.62

107

（2）将信号源V1峰值逐渐增大到10mV 时输出电压波形正、负半周幅值有明显的差别。当V1峰值为20mV 时，输出电压波形仿真如图所示。正半周幅值为1.703V ，负半周幅值为2.929V ，波形明显失真。

五、结论

（1）R b 增大时，I CQ 减小，U CEQ 增大，|A U |减小。

（2）在图2.8.1所示电路中，若r bb ’<<（1+β）U T /I EQ,则电压放大倍数

T

L CQ EQ

T

bb L

be

L U U R I I U r R r R A ')

1('''-

≈++⨯-

=⨯-=βββ

表明Au 几乎与晶体管无关，而仅电路中电阻值和温度有关，且与I CQ 成正比。因此，调节电阻R b 以改变I CQ ，是改变阻容耦合共射放大电路电压放大倍数最有效的方法；而利用换管

子以增大β的方法，对Au的影响是不明显的。

（2）根据图解分析，图示电路的最大不失真输出电压峰值U OMAX=I CQ R’L≈3.3V。而当信号源V1峰值为20mV时，输出电压的正半周幅值（1.073V）仅约为负半周幅值的（2.929）的58%，波形明显失真；而此时，负半周幅值还没有达到理论值的最大不失真输出电压峰值3.3V。因此，可得如下结论：

1）实际的最大不失真输出电压值小于理论分析值。产生这种误差的主要原因在于晶体管的输入、输出特性总是存在非线性，而理论分析是将晶体管特性作了线性化处理。

2）对于实际电路，失真后的波形并不是顶部成平顶（如图所示）或底部成平底，而是圆滑的曲线。测试放大电路时，可以通过输出电压波形正、负半周幅值是否相等来判断电路是否产生失真。

2.8.2 UGSQ对共源放大电路电压放大倍

数的影响

一、题目

U GS对共源放大电路Au的影响。

二、仿真电路

共源放大电路如图所示，其中MOS场效应管型号为2N7000。三、仿真内容

（1）通过直流扫描分析方法（DC Sweep）测量2N7000的转移特性，测量电路如图所示；左边为电路，其中直流电源V1为扫描电压，节点2为输出，由于源极电阻为1Ω，因而其电压可表示源极电流；右边为几组测试数据；中间是测试所得转移特性曲线。测量结果表明，2N7000的开启电压U GS=2V，IDO≈200mA 。

（2）图a、b所示为R g2分别等于6和6.1情况下U GS、U DSQ和U O的测试结果。左边的电压值表示的是U GSQ，右边的电压表示的是U DSQ，从示波器中读出U O的峰值。

（a）R g2为6M 时