实验十三基于Multisim的场效应管放大器电路设计
基于Multisim的三极管放大电路仿真分析
基于Multisim的三极管放大电路仿真分析来源:大比特半导体器件网引言放大电路是构成各种功能模拟电路的基本电路,能实现对模拟信号最基本的处理--放大,因此掌握基本的放大电路的分析对电子电路的学习起着至关重要的作用。
三极管放大电路是含有半导体器件三极管的放大电路,是构成各种实用放大电路的基础电路,是《模拟电子技术》课程中的重点内容。
在课程学习中,一再向学生强调,放大电路放大的对象是动态信号,但放大电路能进行放大的前提是必须设置合适的静态工作点,如果静态工作点不合适,输出的波形将会出现失真,这样的“放大”就毫无意义。
什么样的静态工作点是合适的静态工作点;电路中的参数对静态工作点及动态输出会产生怎样的影响;正常放大的输出波形与失真的输出波形有什么区别;这些问题单靠课堂上的推理及语言描述往往很难让学生有一个直观的认识。
在课堂教学中引入Multisim仿真技术,即时地以图形、数字或曲线的形式来显示那些难以通过语言、文字表达令人理解的现象及复杂的变化过程,有助于学生对电子电路中的各种现象形成直观的认识,加深学生对于电子电路本质的理解,提高课堂教学的效果。
实现在有限的课堂教学中,化简单抽象为具体形象,化枯燥乏味为生动有趣,充分调动学生的学习兴趣和自主性。
1 Multisim 10 简介Multisim 10 是美国国家仪器公司(NI公司)推出的功能强大的电子电路仿真设计软件,其集电路设计和功能测试于一体,为设计者提供了一个功能强大、仪器齐全的虚拟电子工作平台,设计者可以利用大量的虚拟电子元器件和仪器仪表,进行模拟电路、数字电路、单片机和射频电子线路的仿真和调试。
Multisim 10 的主窗口如同一个实际的电子实验台。
屏幕中央区域最大的窗口就是电路工作区,电路工作窗口两边是设计工具栏和仪器仪表栏。
设计工具栏存放着各种电子元器件,仪器仪表栏存放着各种测试仪器仪表,可从中方便地选择所需的各种电子元器件和测试仪器仪表在电路工作区连接成实验电路,并通过“仿真”菜单选择相应的仿真项目得到需要的仿真数据。
低频电子线路实验报告
实验十、基于Multisim 数字电路仿真实验一、实验目的:1、掌握虚拟仪器库中关于测试数字电路仪器的使用方法,如数字信号发生器和逻辑分析仪的使用。
2、进一步了解Multisim 仿真软件基本操作和分析方法。
二、实验内容:用数字信号发生器和逻辑分析仪测试74LS138译码器逻辑功能。
三、实验步骤:1、将数字信号发生器接138译码器地址端,逻辑分析仪接138译码器输出端,连接电路如下图:2、设置字信号发生器,改变其输入138译码器的值,观察逻辑分析仪的结果,可验证译码器的逻辑功能。
四、实验结果:1、设置字信号发生器输入138译码器的值为000,如下图所示从逻辑分析仪上得到的结果为即当输入000时,00=Y ,17654321=======Y Y Y Y Y Y Y查138译码器的真值表可知,结果是正确的。
2、设置字信号发生器输入138译码器的值为011,如下图所示从逻辑分析仪上得到的结果为即当输入011时,03=Y ,17654210=======Y Y Y Y Y Y Y查138译码器的真值表可知,结果是正确的。
3、设置字信号发生器输入138译码器的值为111,如下图所示从逻辑分析仪上得到的结果为即当输入111时,07=Y ,16543210=======Y Y Y Y Y Y Y查138译码器的真值表可知,结果是正确的。
由上述结果,即验证了138译码器的逻辑功能。
实验十一、基于Multisim 的仪器放大器设计一、实验目的:1、掌握仪器放大器的设计方法;2、理解仪器放大器对共模信号的抑制能力;3、熟悉仪器放大器的调试方法;4、掌握虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器的使用方法,如示波器、毫伏表、函数信号发生器等虚拟仪器的使用。
二、实验基本原理:仪器放大器是用来放大差值信号的高精度放大器,它具有很大的共模抑制比,极高的输入电阻,且其增益能在大范围内可调。
下图是由三个集成运放构成的仪器放大器电路。
其中,集成运放U3组成减法电路,即差值放大器,集成运放U1和U2各对其相应的信号源组成对称的同相放大器,且21R R =,63R R =,74R R = 令R R R ==21时,))(21(2121V V R R U U Go o -+=- 集成运放U3的输入信号是1o U 和2o U ,由于63R R =,74R R = 所以))(21()(21342134V V R R R R U U R R U Go o o -+-=--= 仪器放大器的差值电压增益因此改变电阻的值可以改变仪器放大器的差值电压增益,此仪器放大器的增益是负的,要使增益为正的,则可在输出时加一个反相器,即可得到增益为正的仪器放大器。
场效应管放大器电路设计
场效应管放大器电路设计一、实验设计滑动变阻器R4取30%时波形学生姓名:杨宝宝学号:6100209170 专业班级:卓越(通信)091班实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:如上图,对于耗尽型场效应管,通过仿真可以看到通过调节漏极电压,输出电压也会变化,也即是增益会变化,波形会出现失真。
调节R4使波不失真。
滑动变阻器R4取20%时波形在波形不失真的情况下调节负载电阻R5,观察输出波形。
1.当滑动变阻器调到60%时用直流电压表测输入和输出电压,用直流电流表测输入和输出电流。
当其当其输入有交流信号时,根据电压表和电流表所示数据可算出:学生姓名:杨宝宝学号:6100209170 专业班级:卓越(通信)091班实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:输入电阻Ri= 0.035V/0.992uA=35.282kῼ输出电阻Ro= 0.733V/3.096uA=236.76kῼ电压增益Av=0.733V/0.035V=20.94输出波形如下图所,红色线条为输入波形,绿色线条为输出波形:学生姓名:杨宝宝学号:6100209170 专业班级:卓越(通信)091班实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:2、当滑动变阻器R5调到30%时。
学生姓名:杨宝宝学号:6100209170 专业班级:卓越(通信)091班实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:用用直流电压表测输入和输出电压,用直流电流表测输入和输出电流。
当其当其输入有交流信号时,根据电压表和电流表所示数据可算出:输入电阻Ri=0.035V/0.992uA=35.28kῼ输出电阻Ro= 0.721V/6.177uA=116.7kῼ电压增益Av=0.721V/0.035V=20.6输出波形如下图所,红色线条为输入波形,绿色线条为输出波形:此外还可利用波特图示仪观察场效应管的幅频特性和想频特性,如下图;学生姓名:杨宝宝学号:6100209170 专业班级:卓越(通信)091班实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:二、实验总结本实验对场效应管在共源模式下的放大性能作了简单的测试。
放大电路multisim实验报告
放大电路multisim实验报告1. 实验目的通过实验,熟悉和掌握放大电路的基本原理和放大倍数的计算方法。
2. 实验原理放大电路是指用于增大输入信号的电压、电流或功率的电路。
常用的放大电路有共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路等。
本实验以共射放大电路为例进行研究。
共射放大电路是一种常见的放大电路,其特点是输入信号加在基极上,输出信号从集电极取出。
放大电路的放大倍数可通过直流负载线和交流负载线的交点来确定。
3. 实验器材和仪器- Multisim电路仿真软件- 电脑4. 实验步骤4.1 搭建电路在Multisim电路仿真软件中,选择适当的元件并搭建共射放大电路。
4.2 设置输入信号为电路添加一个函数信号发生器,设置输入信号的振幅和频率。
4.3 测量输出信号连接示波器,测量输出信号的波形。
4.4 计算放大倍数根据示波器上的波形,测量输入信号和输出信号的幅值,然后计算放大倍数。
5. 实验结果将示波器上测得的信号波形截图作为实验结果。
6. 实验讨论分析实验结果,讨论放大倍数是否符合预期,有无改进的空间。
7. 实验结论通过实验,我们成功搭建了共射放大电路,并计算出放大倍数。
实验结果和预期的结果相符。
通过这次实验,我们对放大电路的原理和计算方法有了更深入的了解。
8. 实验总结本次实验通过Multisim电路仿真软件,从搭建电路到测量输出信号,并计算出放大倍数。
实验过程中我们掌握了放大电路的基本原理和计算方法。
通过实验,我们发现实际电路中可能存在误差,因此在实际应用中应对放大电路进行优化和调整,以获得理想的放大效果。
基于Multisim的场效应管放大器电路设计
基于Multisim的场效应管放大器电路设计场效应管放大器是一种基于场效应管的电路,可以将输入信号的幅度放大到更大的值。
在此处,我们将通过Multisim软件进行场效应管放大器电路的设计。
首先,我们需要选择电路的目标放大倍数。
在这个例子中,我们希望达到一个放大倍数为20的目标。
接着,我们需要选择场效应管的型号。
我们选择了2N7000型的场效应管,但实际上有许多不同的型号可以选择。
接下来,我们需要画出电路图。
我们使用Multisim软件进行画图,选择添加器件,包括两个2N7000型的场效应管,电阻器和DC电源。
我们选择将一个场效应管放置在放大器的输入端,将另一个场效应管放置在输出端。
接着,我们需要设置电路的参数值。
我们需要设定DC电源的电压,电阻器的阻值和场效应管的偏置电压。
在这个例子中,我们设置DC电源的电压为10V,电阻器的阻值为1kΩ,场效应管的偏置电压为5V。
接下来,我们需要运行电路模拟来检查电路的性能。
我们通过Multisim中的模拟器来模拟电路,使用示波器来观察电路的输入信号和输出信号。
如果模拟的结果符合我们的预期,我们可以继续优化电路。
我们可以尝试改变场效应管的型号或者改变偏置电压来进一步优化电路的性能。
最后,我们需要绘制电路的PCB布局图。
我们需要将电路图转换成布局图,使用Multisim软件进行布局。
在布局中,我们需要安排器件的位置,并连接各个器件。
总的来说,基于Multisim的场效应管放大器电路设计非常简单。
通过选择合适的器件并对电路进行设置,我们可以准确地设计出符合要求的电路,并且能够通过电路模拟来验证电路的性能。
场效应管放大电路仿真
场效应管放大电路仿真
场效应管是通过栅-源之间的电压Ugs 来控制漏极电流i d ,因此,他和晶体管一样可以实现能量的控制,构成放大电路。
由于栅-源之间的电阻非常大,所以常作为高输入阻抗放大器的输入极。
场效应管放大电路
场效应管的源、栅极和漏极与晶体管的发射极、基极和集电极相对应,因此,场效应管也可以构成放大电路。
于是,在组成放大电路时也相应的有三种接法,即共源放大的电路、共漏放大电路和共栅放大电路。
三种电路图如下
(1) 共源放大电路
(2) 共漏放大电路
(3) 共栅放大电路
我
真电路。
共源的分压偏置电路。
其设计电路图如下:
+ – u o +
– u o
+
– u o d
s
其中参数已在上图中标出
仿真电路在multisim中画出如下
其中XBP1是示波器,XMM1和XMM2为万用表,XMM1测的是场效应管栅-源之间的电压。
XMM2测的是漏-源之间的电压。
Vdd=15V,输入电压是频率为1000Hz有效值是7.07mV
的交流电压源。
运行电路则有
Ugs=9.245V Uds=2.107V
而漏极电流Id=0.5472mv。
则根据以上所得再结合场效应管的特性可以得到Ugs(th)=2v
故:
所以Au的理论值是-52.25. 示波器的图形为:
输出波的波特图为:
则由以上所示图形可以看出,输入端的瞬时电压有Ui=5.030mv,输出的瞬时电压有Uo=273.462mv,则:
仿真结果与预算值还是很相近的,说明公式的近似度很好,也说明仿真对电路实际调试具有指导的意义。
信号放大器的设计基于Multisim的电路仿真
3.效率η
, :直流电源供给的平均功率。理想情况下, 。在实验中,可测量电源供给的平均电流 ,从而求得 ,负载上的交流功率已用上述方法求出,因而也就可以计算实际效率了。
仿真值:%
实测值:η=%
(四)综合测量方案
1、测量系统电路的输入输出电阻以及通频带
测量值:输入电阻486KΩ
输出电阻Ω
图3-2 RC正弦波振荡电路图
图3-3 RC正弦震荡产生的波形图
仿真数据:F=1kHZ
T1
UB
(V)
UE
(V)
UC
(V)
IC
(MA)
UO
(V)
T2
UB
V)
UE
(V)
UC
(V)
IC
(MA)
实测数据:F=
T1
UB
(V)
UE
(V)
UC
(V)
IC
(MA)
UO
(V)
T2
UB
V)
UE
(V)
UC
(V)
IC
(MA)
2、闭合开关S1,并记录波形
(三)功率放大器电路方案
功率放大器的主要作用是向负荷提供功率,要求输出功率尽可能大,转换效率尽可能高,非线性失真尽可能小。这里我们采用OTL功率放大电路。电路原理图如下:
1.静态工作点的调整
分别调整R4和R1滑动变阻器器,使得万用表XMM2和XMM3的数据分别为5---10mA和,然后测试各级静态工作点填入下表:
1.调节放大器零点
把开关S1和S2闭合,S3打在最左端,启动仿真,调节滑动变阻器的阻值,使得万用表的数据为0(尽量接近0,如果不好调节,可以减小滑动变阻器的Increment值),填表一:
基于Multisim的仪器放大器的设计
一、实验目的: 1、 掌握仪器放大器的设计方法 2、 理解仪器放大器对共模信号的抑制能力 3、 熟悉仪器放大器的调试功能 4、 掌握虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器的使用方法,如示波器,毫伏表信号发生器等 虚拟仪器的使用 二、实验原理: 在精密测量和控制系统中, 需要将来自各种换能器的电信号进行放大, 这种电信号往往为换 能器之间或者换能器与基准信号之间的微弱差值信号。 仪器放大器就是用来放大这种差值信 号的高精度放大器,它具有很大的共模抑制比、极高的输入电阻,且其增益能在大范围内可 调。 三、运放仪器放大器 图中所示是有三个运放构成的仪器放大器。其中,集成运放 A3 组成差值方法器,集成运放 A1 和 A2 组成对称的同相放大器,且 R1=R2,R3=R5,R4=R6。
由于 v-→v+,因而加在 RG 两端的电压为(������������1 − ������������2 ) ,相应通过 RG 的电流 iG= 于 i-→0,因而 ������������ 1 = ������������ ������1 + ������������1 ,������������ 2 = −������������ ������2 + ������������2 当 R1=R2=R 时, ������������ 1 − ������������ 2 = (1 + 2������ )(������ − ������������2 ) ������������ ������1
仪器放大器的差值电压增益: ������vf = ������
������������
������ 1 +������������ 2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
基于Multisim的场效应管放大器电路设计
电子设计实验报告课题:基于Multisim的场效应管放大器电路设计实验成员:2012.6.16基于Multisim的场效应管放大器电路设计一、实验目的:1、场效应管电路模型、工作点、参数调整、行为特征观察方法2、研究场效应放大电路的放大特性及元件参数的计算3、进一步熟悉放大器性能指标的测量方法二、实验原理:1.场效应管的特点场效应管与双极型晶体管比较有如下特点:(1)场效应管为电压控制型元件;(2)输入阻抗高(尤其是MOS场效应管);(3)噪声系数小;(4)温度稳定性好,抗辐射能力强;(5)结型管的源极(S)和漏极(D)可以互换使用,但切勿将栅(G)源(S)极电压的极性接反,以免PN结因正偏过流而烧坏。
对于耗尽型MOS管,其栅源偏压可正可负,使用较灵活。
场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管。
由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管。
它属于电压控制型半导体器件。
具有输入电阻高(10^8~10^9Ω)、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点。
和双极型晶体管相比场效应管的不足之处是共源跨导gm。
值较低(只有ms级),MOS管的绝缘层很薄,极容易被感应电荷所击穿。
因此,在用仪器测量其参数或用烙铁进行焊接时,都必须使仪器、烙铁或电路本身具有良好的接地。
焊接时,一般先焊S极,再焊其他极。
不用时应将所有电极短接。
2.偏置电路和静态工作点的确定与双极型晶体管放大器一样,为使场效应管放大器正常工作,也需选择恰当的直流偏置电路以建立合适的静态工作点。
场效应管放大器的偏置电路形式主要有自偏压电路和分压器式自偏压电路(增强型MOS管不能采用自偏压电路)两种。
三、实验内容及步骤1.场效应管共源放大器的调试(1)连接电路。
按图2.4.1在模拟电路实验板上插接好电路,场效应管选用N沟道结型管3DJ6D,静态工作点的设置方式为自偏压式。
直流稳压电源调至18V并接好(注意:共地)(2)测量静态工作点调节电阻R使V D为2.43V左右,并测量此时的Vg、Vs ,填入表2.4.1,并计算。
基于Multisim的场效应管放大电路分析与设计_陈莉平
0引言
场效应管( Field Effect Transistor) 自 20 世纪 60 年 代诞生以来,就因其具备噪声低、热稳定性好、抗辐射 能力强等优点广泛应用于各种电子电路中。近些年, 理论课老师在教材编写和授课内容中加大了场效应管 及其电路 的 讲 授 比 重[1]。 作 为 与 其 同 步 进 行 的 实 验 课程,我们也相应地增加了对场效应管及由其构成的 放大电路的分析与测试,并开发从基础型到设计型的 分层次实验内容。让学生通过不同层次的实验内容的 设置,学习并掌握场效应管的特点、由其构成的放大电 路的设计、与晶体管电路共同构成多级放大电路的分 析与测试方法,深刻理解引入合适的负反馈后对电路 性能的影响等。
为测试转移特性 iD = f( uGS ) UDS = 常数[3],选取菜单 命令 Simulate→Analyses→DC Sweep,设定 UGS( vv2) 为 扫描电压,扫描范围为 - 5 ~ 0 V,如图 5 所示[4]; 输出 为 V1 所 在 的 支 路 电 流 I ( v1 ) ,如 图 3 所 示。点 击 Simulate 按钮进行仿真,扫描结果如图 6 所示。
图 8 共漏放大电路
第 30 卷
图 9 静态工作点分析结果
3 场效应管放大电路的动态分析
图 7 设置参数
表 1 部分参数扫描分析结果
RS / kΩ 3. 0
IDQ / mA - 2. 127 14
3. 1
- 2. 066 11
3. 2
- 2. 008 89
3. 3
- 1. 955 48
3. 4
- 1. 9对电路进行 动态分析,这里选用瞬态分析( Transient Analysis) 得到 电路 的 电 压 放 大 倍 数。 选 取 菜 单 命 令 Simulate → Analyses→Transit Analysis。由于输入信号源的频率为 10 kHz,所 以 扫 描 的 起 始 与 终 止 时 间 可 以 设 置 为 0 ~ 0. 000 5 s,在 Output variables 页中选择节点5( 5) 、 节点 4( 4) 作为输出。点击 Simulate 按钮进行仿真,仿 真结果如图 10 所示。在图中点击 Show / Hide Cursors 按钮,可以 读 取 波 形 峰 峰 值,从 而 计 算 出 电 压 放 大 倍 数 Au。
基于Multisim的晶体管放大电路设计研究
www�ele169�com | 23实验研究在电子信息工程和自动化工程中经常需要将一些微弱的信号放大到便于人们测量和计算的量级,因此,晶体管放大电路是电子技术的核心,除了需要保证输入与输出信号的波形相同,还需要使得输出功率大于输入功率,所以,在晶体管放大电路的设计过程中,各元件参数的合理配置至关重要。
然而采用理论计算的方法,所需要涉及的参数方面非常广也十分繁杂,包括频率特性、静态工作点、电压放大倍数等,非常容易出错,这对于刚刚接触本课程内容的学生而言,具有极大的难度和挑战,而利用Multisim 集成化的虚拟实验环境进行晶体管放大器的设计与仿真,具有速度快、成本低、精度高等显著优势,且无需真实电路的搭建,就能直观地观察到不同参数对放大电路性能指标的影响,这对于晶体管放大器的理论分析和实际应用具有极大辅助作用,有助于提高学生对放大器基本理论及应用电路的理解和运用。
1 Multisim 集成化仿真平台Multisim 是由Interactive Image Technologies 公司推出的一款电路模拟仿真软件,该软件界面友好和形象、易学易用,在绘制电路图与电路仿真过程中,可以直接从元件库中进行选择,运行环境十分逼真,且具有较强的仿真与分析能力,确保了仿真结果的实用性和真实性。
此外,它为设计者提供了多达十余种的虚拟仪器仪表,可以进行模拟/数字电路、单片机电路、自动控制电路等电子线路的仿真设计和调试。
2 晶体管放大电路的设计模拟电子技术在现代化科技发展过程中占据重要地位,而晶体管放大器则是模拟电子技术中的核心元器件,直接关系着信号的输入与输出处理。
为此,在模拟电子技术教学中,帮助学生理解与掌握该部分内容,能为学生奠定良好的专业基础。
在实际应用中,需要设计一个开环差模增益大于20000、输入失调电压低于1mV、共模抑制比大于5000、压摆率大于30V/μs 和增益带宽积大于5MHz 的晶体管运算放大器电路,图1为该电路系统的框图。
课程设计Multisim-场效应管共源放大电路的研究
Multisim 应用举例——场效应管共源放大电路的研究一、目的研究场效应管输入输出波形、影响电压放大倍数的参量以及栅极、漏极、源极的电压和电流的值。
二、仿真电路在Multisim 10中仿真电路如下图(a)所示:搭建场效应管共源放大实验电路(R2=200KΩ),并存盘;将电路的输入输出接入示波器的A、B端,在场效应管的栅极、漏极、源极分别标记g、d、s以方便进行在路动态测量,然后启动仿真开关,进行仿真测量。
(a)仿真电路(b)R2=200K输入、输出波形依次从仪器库中调出3个测量笔分别放置在电路中场效应管的栅极、漏极、源极的g、d、s 端,启动仿真开关,进行在路动态测量,如图(c)所示。
(c)R2=200K效应管共源放大实验电路仿真测量(d)R2=220KΩ输入、输出波形(e)R2=220KΩ效应管共源放大实验电路仿真测量三、仿真内容分别测量R2=200K和R2=220K时电路中场效应管的栅极、漏极、源极(即g、d、s端)的电流和电压的峰—峰值、有效值、直流值,以及效应管共源放大电路的输入、输出波形。
四、仿真结果R2=200K和R2=220K时电路中场效应管共源放大电路仿真测量数据如下表所示:五、结论(1)由仿真结果可知,调节R2的大小可以改变放大电路的静态工作点和动态参数。
电阻R2增大时,V gs减小,Vds增大,Id减小,|Av|减小。
即是说,调整电阻R2可调整V gs、Id,从而可以调整放大倍数|Av|,或者说场效应管放大电路的电压放大倍数|Av|是受栅极—源极间的电压Vgs来控制的。
(2)仿真测量的电压放大倍数与理论分析计算的电压放大倍数基本一致,说明仿真实验对实际电路调试具有指导意义。
(3)用Multisim 10的直流扫描分析功能可以测试场效应管的转移特性。
multisim仿真电路
1.输入和逻辑状态判断电路的测试
1)调节逻辑电平测试器的被测电压(输入直流电压)为低电平(VL<0.8v)用数字万用表测逻辑状态判断电路输出电平。
2)调节逻辑电平测试器的被测电压(输入直流电压)为高电平(VH>3.5v)用数字万用表测逻辑状态判断电路输出电平。
2.音响声调产生电路
1)逻辑电平测试器的被测电压为低电平(VL<0.8v)用示波器观察、记录音响声调产生电路输出波形,用频率计测量振荡频率f.
四、实验内容及步骤
1.场效应管共源放大器的调试
(1)连接电路。按图1连接好电路,场效应管选用N沟道消耗型2N3370,静态工作点的设置方式为自偏压式。直流稳压电源调至12V。
图1
2.测量静态工作点
将输入端短接(图2),并测量此时的 Vg、Vs、VD、 ,填入下表1
静态工作点:
1.006V
39.355nV
1)输入电阻测量:先闭合开关S1(R2=0),输入信号电压Vs,测出对应的输出电压 ,然后断开S1,测出对应的输出电压 ,因为两次测量中和是基本不变的,所以
,测得 =134.137mV, =67.074mV,
仿真结果如下图4:
2)输出电阻测量:在放大器输入端加入一个固定信号电压Vs,分别测量当已知负载RL断开和接上的输出电压 和 。则 ,由于本实验所用的场效应管必须接入很大的负载才能达到放大效果,因此此方法不适合用来测量本实验输出电阻效果不太好,仿真结果如下图5 =66.8mV, =125mV .
38.328
43.36
35
40
45
50
55
60
65
47.847
51.875
55.507
Multisim实践报告单管及多级放大电路的仿真设计与分析
(2)直流静态工作点仿真。 (3)电路的动态参数仿真分析。
图S3.2 静态分析结果
图S3.3 输入、输出波形
(4)参数扫描分析。 (5)仿真数据分析。 ① 由静态工作点相应计算公式求出理论计 算值并与测量值进行比较。
2.通过仿真观察单管和多级放大电路输入、 输出波形的情况、相位关系和失真现象。
3.学习静态工作点Q的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ量和调整方法, 测量放大器基极和集电极的直流电压。
4.测定每级放大器的静态工作点在直流负 载线上的位置。
5.测量两级放大器的总电压增益,并比较 测量值与计算值。
二、实训器材
PC,Multisim仿真环境。
5
C3
Q2
10uF
R5
2N2219
3kΩ
6
R2 2kΩ
C2 47uF
V1 12 V
图S3.1 单管共射极放大电路仿真原理图
调出双踪示波器与函数信号发生器。
示波器参数设置:Time Base:500s/div Channel A:5mV/div 输入信号 Channel B:200mV/div 输出信号
将示波器探头移到电路输出端,运行 仿真分析,记录输出峰值电压Uo,计算两 级放大器的总电压增益Au。
计算第一级放大器的增益Au1和第二级 放大器的增益Au2及总增益Au,如表S3.4所 示。
表S3.4 RL 增加电路增益计算
Uc1p
Au1
Uc2p
Au2
Au
(6)仿真数据分析。 ① 计算两级放大器电压增益并与测量值比 较。
表S3.1 静态工作点测量
Ub1
实验十三1实验十三基于Multisim的场效应管放大器电路设计
实验十三 基于Multisim 的场效应管放大器电路设计一、实验目的:1、场效应管电路模型、工作点、参数调整、行为特征观察方法、场效应管电路模型、工作点、参数调整、行为特征观察方法2、研究场效应放大电路的放大特性及元件参数的计算、研究场效应放大电路的放大特性及元件参数的计算3、进一步熟悉放大器性能指标的测量方法、进一步熟悉放大器性能指标的测量方法二、实验原理:1.场效应管的特点 场效应管与双极型晶体管比较有如下特点:场效应管与双极型晶体管比较有如下特点:(1)场效应管为电压控制型元件;场效应管为电压控制型元件;(2)输入阻抗高(尤其是MOS 场效应管); (3)噪声系数小;噪声系数小;(4)温度稳定性好,抗辐射能力强;温度稳定性好,抗辐射能力强;(5)结型管的源极(S)和漏极(D)可以互换使用,但切勿将栅(G)源(S)极电压的极性接反,以免PN 结因正偏过流而烧坏。
对于耗尽型MOS 管,其栅源偏压可正可负,使用较灵活。
压可正可负,使用较灵活。
和双极型晶体管相比场效应管的不足之处是共源跨导gm 。
值较低(只有ms 级),MOS 管的绝缘层很薄,极容易被感应电荷所击穿。
因此,在用仪器测量其参数或用烙铁进行焊接时,参数或用烙铁进行焊接时,都必须使仪器、都必须使仪器、都必须使仪器、烙铁或电路本身具有良好的接地。
烙铁或电路本身具有良好的接地。
烙铁或电路本身具有良好的接地。
焊焊接时,一般先焊S 极,再焊其他极。
不用时应将所有电极短接。
极,再焊其他极。
不用时应将所有电极短接。
2.偏置电路和静态工作点的确定 与双极型晶体管放大器一样,为使场效应管放大器正常工作,也需选择恰当的直流偏置电路以建立合适的静态工作点。
直流偏置电路以建立合适的静态工作点。
场效应管放大器的偏置电路形式主要有自偏压电路和分压器式自偏压电路(增强型增强型 MOS 管不能采用自偏压电路)两种。
两种。
三、实验内容及步骤1.场效应管共源放大器的调试(1)连接电路。
场效应管放大电路仿真实验报告
场效应管放大电路仿真
时间4月11日
实验目的:
1)学会仿真软件的使用;
2)学会利用仿真软件分析,了解电路及工作原理;
3)利用简单的场效应管放大实现对小信号的放大、控制作用,
观察波形。
实验器材:
1)已安装Multisim仿真软件的计算机一台。
实验原理:
1)利用场效应管对微弱信号放大和控制作用。
实验步骤:
1)进入Multisim仿真主页后,按照如下实验原理图将实验电
路图连接好并检查。
2)调节信号发生器参数,打开示波器进行仿真,观察驶入和
输出波形如下图所示,试比较分析波形,了解工作原理得出实验结论。
之言结论(结果):
由上图中波形可知,仿真结果与理论分子相同,场效应管放大电
路对微弱的电信号具有反相放大和控制作用。
multisim放大电路设计
multisim放大电路设计
在 Multisim 中设计放大电路可以通过以下步骤实现:
1. 打开 Multisim 软件并创建一个新的电路设计文件。
2. 在元件库中选择放大器元件,例如通用运算放大器(Operational Amplifier)。
3. 将所选的运算放大器放置在电路设计区域中。
你可以使用拖放功能将其移动到合适的位置。
4. 连接放大器的输入和输出引脚。
根据你的设计需求,将输入信号源连接到放大器的输入引脚,将负载(例如电阻或电容)连接到放大器的输出引脚。
5. 设置放大器的增益。
在放大器的属性对话框中,可以设置增益值。
根据你的需求,选择合适的增益倍数。
6. 添加其他元件(如果需要)。
根据你的设计要求,可能需要添加其他元件,如电阻、电容、电源等,以实现所需的放大电路功能。
7. 连接电路的电源。
根据你的设计,连接适当的电源到电路中的元件。
8. 进行仿真。
在 Multisim 中,你可以运行仿真来测试放大电路的性能。
通过观察输入和输出信号的波形,可以评估电路的放大效果。
9. 调整和优化。
根据仿真结果,你可以调整电路中的元件值或增益设置,以优化放大电路的性能。
10. 保存并导出设计。
完成设计后,保存电路文件,并根据需要导出为图像或其他格式。
以上是在 Multisim 中设计放大电路的基本步骤。
具体的设计过程可能因具体需求和电路要求而有所不同。
你可以根据自己的设计目标进行相应的调整和优化。
基于Multisim的放大器电路设计
基于Multisim的放大器电路设计作者:方菁来源:《现代职业教育·职业培训》2016年第11期[摘要] 把Multisim仿真软件融入电子技术课堂教学中,利用Multisim仿真软件进行放大器设计,给出设计方法。
将课堂理论教学与仿真技术相结合,使讲授的理论知识能够直观、形象地展现给学生,有效改善了传统教学效果,增强了学生对知识学习的兴趣,使学生能有效地掌握放大器电路的设计思路。
[关键词] 放大器;电路设计; Multisim仿真;理论教学[中图分类号] TP391 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2016)33-0118-02一、引言基本放大器电路是电子电路中的基本单元电路,为满足电路性能,常常需要对电路参数进行设计。
通常,电子电路设计包括拟定性能指标、原理电路的预设计、实验和修改四个环节。
实验时采用的方法是试验设计法。
在总体方案预设计完成后,传统设计方法是采用万能板搭接实验电路来完成。
在这一过程中,往往需要经过反复调试,直到设计出符合性能指标要求的电路。
随着计算机EDA技术的发展,借助先进的计算机技术,可以在EDA设计环境下利用计算机来完成电路的系统综合设计、搭接并完成电路仿真,验证电路功能。
目前常用的EDA技术软件有Multisim、Protel、Pspice等,其中Multisim软件具有界面直观、操作方便、元器件和仪表图形与实物外形接近等特点。
二、Multisim软件简介Multisim是美国国家仪器公司推出的交互式SPICE仿真和电路分析软件,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,是特别适合电子技术教学的一款EDA工具软件。
该软件提供了完备的元器件库、灵活方便的电路图输入工具、虚拟仪器测试和分析功能,支持微控制器仿真,具备仿真后处理器等功能。
软件的操作界面就如同一个真实的电子实验工作台。
将电路所需元器件和仿真所需的测试仪器直接拖放到屏幕上,轻点鼠标即可用导线将它们连接起来。
Multisim数字电路仿真实验报告
低频电子线路实验报告—基于Multisim的电子仿真设计班级:卓越(通信)091班姓名:杨宝宝学号:6100209170辅导教师:陈素华徐晓玲学生姓名:杨宝宝学号:6100209170 专业班级:卓越(通信)091班实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:实验一基于Multisim数字电路仿真实验一、实验目的1.掌握虚拟仪器库中关于测试数字电路仪器的使用方法,入网数字信号发生器和逻辑分析仪的使用。
2.进一步了解Multisim仿真软件基本操作和分析方法。
二、实验内容用数字信号发生器和逻辑分析仪测试74LS138译码器逻辑功能。
三、实验原理实验原理图如图所示:四、实验步骤1.在Multisim软件中选择逻辑分析仪,字发生器和74LS138译码器;学生姓名:杨宝宝学号:6100209170 专业班级:卓越(通信)091班实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:2.数字信号发生器接138译码器地址端,逻辑分析仪接138译码器输出端。
并按规定连好译码器的其他端口。
3.点击字发生器,控制方式为循环,设置为加计数,频率设为1KHz,并设置显示为二进制;点击逻辑分析仪设置频率为1KHz。
相关设置如下图学生姓名:杨宝宝学号:6100209170 专业班级:卓越(通信)091班实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:五、实验数据及结果逻辑分析仪显示图下图实验结果分析:由逻辑分析仪可以看到在同一个时序74LS138译码器的八个输出端口只有一个输出为低电平,其余为高电平.结合字发生器的输入,可知.在译码器的G1=1,G2A=0,G2B=0的情况下,输出与输入的关系如下表所示学生姓名:杨宝宝学号:6100209170 专业班级:卓越(通信)091班实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:当G1=1,G2A=0,G2B=0中任何一个输入不满足时,八个输出都为1六、实验总结通过本次实验,对Multisim的基本操作方法有了一个简单的了解。
基于Multisim的场效应管放大电路设计
实验十三基于Multisim的场效应管放大器电路设计一、实验目的1.场效应管电路模型、工作点、参数调整、行为特性观察方法2.研究场效应管放大器电路的放大特性及元件参数的计算;3.进一步熟悉放大器性能指标的测量方法、二、实验内容1.研究耗尽型MOS场效应管共源极的放大特性。
2.研究耗尽型MOS场效应管共源极放大电路的输出电阻。
三、实验要求正确连好死安路改变负载电阻;分别测量输出端的电压;用换算法测量电路的输入,输出电阻;记录实验数据。
四、实验仪器Multisim中的示波器、信号源、直流稳压电源、电阻、电容、场效应管等。
五、实验步骤及结果1、实验电路图2、静态工作点(RL=40MΩ)4、求输入、输出、放大倍数(1)求输入电阻如图,当R2不接入时,万用表上电压值为Uo1=35.355mV,当R2接入时,万用表上电压值为Uo2=28.283mV。
Ri=Uo2/(Uo1-Uo2) xR2=39.993kῼ(2)求输出电阻接入负载时如图5,UL=607.196mV 断开负载后万用表示数如右图 Uo=644.129mV Ro= (Uo/UL-1)xRL=2.433Mῼ(3)求放大倍数当RL=40Mῼ时,波形如图,其中黄线为输入,绿线为输出增益:Av=Uo/Ui=607mV/9.86mV=17.195六、实验总结本实验对场效应管在共源模式下的放大性能作了简单的测试。
通过改变静态工作点和负载电阻的阻值,场效应管的放大倍数会随之改变,一定情况下会出现失真。
本实验的结论在实际应用中有着重要的作用,它指导我们如何利用管子在不失真的情况下尽量提高放大倍数。
在今后的学习工作中,Multisim也将成为我们不可缺少的工具软件。
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南昌大学实验报告
学生姓名:学号:专业班级:生医091
实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:20110615 实验成绩:实验十三基于Multisim的场效应管放大器电路设计
一、实验目的:
1、场效应管电路模型、工作点、参数调整、行为特征观察方法
2、研究场效应放大电路的放大特性及元件参数的计算
3、进一步熟悉放大器性能指标的测量方法
二、实验原理:
1.场效应管的特点
场效应管与双极型晶体管比较有如下特点:
(1)场效应管为电压控制型元件;
(2)输入阻抗高(尤其是MOS场效应管);
(3)噪声系数小;
(4)温度稳定性好,抗辐射能力强;
(5)结型管的源极(S)和漏极(D)可以互换使用,但切勿将栅(G)源(S)极电压的极性接反,以免PN结因正偏过流而烧坏。
对于耗尽型MOS管,其栅源偏压可正可负,使用较灵活。
和双极型晶体管相比场效应管的不足之处是共源跨导gm。
值较低(只有ms级),MOS管的绝缘层很薄,极容易被感应电荷所击穿。
因此,在用仪器测量其参数或用烙铁进行焊接时,都必须使仪器、烙铁或电路本身具有良好的接地。
焊接时,一般先焊S极,再焊其他极。
不用时应将所有电极短接。
2.偏置电路和静态工作点的确定
与双极型晶体管放大器一样,为使场效应管放大器正常工作,也需选择恰当的直流偏置电路以建立合适的静态工作点。
场效应管放大器的偏置电路形式主要有自偏压电路和分压器式自偏压电路(增强型MOS管不能采用自偏压电路)两种。
三、实验内容及步骤
1.场效应管共源放大器的调试
(1)连接电路。
按图2.4.1在模拟电路实验板上插接好电路,场效应管选用N沟道结型管
3DJ6D,静态工作点的设置方式为自偏压式。
直流稳压电源调至18V并接好(注意:共地)
(2)测量静态工作点
调节电阻R使V D为2.43V左右,并测量此时的Vg、Vs ,填入表2.4.1,并计算。
表2.4.1静态工作点
将函数发生器的输出端接到电路的输入端。
使函数发生器输出正弦波并调=2mV,f=lkHz。
用示波器观察输出波形,(若有失真,应重调静态工作点,使波形不失真),并用示波器测量输出电压Vo,计算Av
(4)测量输入及输出阻抗
用换算法测量放大器的输入电阻,在输入回路串接已知阻值的电阻R,但必须注意,由于场效应管放大器的输入阻抗很高,若仍用直接测量电阻R两端对地电Vs 和Vi进行换算的方法,将会产生两个问题:
(1)由于场效应管放大器Ri高,测量时会引人干扰;
(2)测量所用的电压表的内阻必须远大于放大器的输入电阻Ri,否则将会产生较大的测量误差。
为了消除上述干扰和误差,可以利用被测放大器的隔离作用,通过测量放大器输出电压来进行换算得到Ri。
图为测量高输入阻抗的原理图。
方法是:先闭合开关S(R=0),输入信号电压Vs,测出相应的输出电压V01,然后断开S,测出相应的输出电压V02,因为两次测量中和是基本不变的,所以
R i=V O2/(V O1-V O2)R
输出电阻测量:在放大器输入端加入一个固定信号电压Vs ,分别测量当已知负载R L断开和接上的输出电压V0和V0L。
则
R0=(V0 / V0L -1)R L
四、实验仪器
Multisim虚拟仪器库中的示波器、交流电源、N沟道耗尽型MOS管BSS129、直流电源、电阻、电容、开关等。
五、实验总结:
1、实验原理图如下图1
2、仿真结果下如图2
3、实验数据如下表
图2。