模电课设单入双出恒流源式差分放大电路的设计

目录
1 课程设计的目的与作用 (1)
1.1设计目的及设计思想 (1)
1.2设计的作用 (1)
1.3 设计的任务 (1)
2 所用multisim软件环境介绍 (1)
3 电路模型的建立 (3)
4 理论分析及计算 (4)
4.1理论分析 (4)
4..1.1静态分析 (4)
4.1.2动态分析 (5)
4.2计算 (5)
5 仿真结果分析 (6)
6 设计总结和体会 (9)
6.1设计总结 (9)
6.2心得体会 (9)
7参考文献 (10)
1 课程设计的目的与作用
1.1设计目的及设计思想
根据设计要求完成对单入双出恒流源式差分放大电路的设计，加强对模拟电子技术的理解,进一步巩固课堂上学到的理论知识。

了解恒流源式差分放大电路的工作原理，掌握外围电路设计与主要性能参数的测试方法。

1.2设计作用
通过multisim软件仿真电路可以使我们对恒流源式差分放大电路有更深的理解，同时可以与长尾式放大电路加以比较，看到恒流源式差分放大电路的优越性。

1.3设计任务
1.设计一个单入双出恒流源是差分放大电路，在实验中通过调试电路，能够真正理解和掌握电路的工作原理。

2.正确理解所设计的电路中各元件对放大倍数的影响，特别是三极管的参数。

3.正确处理理论计算数据，并非仿真数据进行比较在比较中加深理解。

2 所用multisim软件环境介绍
multisim软件环境介绍
Multisim是加拿大IIT公司（Interrative Image Technologies Ltd）推出的基于Windows的电路仿真软件，由于采用交互式的界面，比较直观、操作方便，具有丰富的元器件库和品种繁多的虚拟仪器，以及强大的分析功能等特点，因而得到了广泛的引用。

针对不同的用户，提供了多种版本，例如学生版、教育版、个人版、专业版和超级专业版。

其中教育版适合高校的教学使用。

Multisim 7主界面。

启动Multisim，就会看到其主界面，主要是由菜单栏、系统工具栏、设计工具栏、元件工具栏、仪器工具栏使用中元件列表、仿真开关、状态栏以及电路图编辑窗口等组成。

如下图2.2.1所示。

Multisim 7提供了丰富的元器件。

这些元器件按照不同的类型和种类分别存放在若干个分类库中。

这些元件包括现实元件和虚拟元件。

所谓的现实元件给出了具体的型号，它们的模型数据根据该型号元件参数的典型值确定。

而所谓的虚拟元件没有型号，它的模型参数是根据这种元件各种元件各种型号参数的典型值，而不是某一种特定型号的参数典型值确定。

另外，Multisim 7元件库中还提供一种3D虚拟元件，这种元件以三维的方式显示，比较形象、直观.。

Multisim 7容许用户根据自己的需要创建新的元器件，存放在用户元器件库中。

路2.2.2图所示。

图2.2.1multisim电路编辑窗口
Multisim 7提供了品种繁多、方便实用的虚拟仪器。

比如数字万用表、信号发生器、示波器等17种虚拟仪器。

点击主界面中仪表栏的相应的按钮即可方便地取用所需的虚拟仪器如图2.2.3所示。

图2.2.2multisim元件库
图2.2.3虚拟仪器
Multisim 7提供了各种不同功能的分析工具。

点击分析按钮，即可拉出分析菜单，其中列出了Multisim 7的各种分析工具，例如直流工作点分析、交流分析、瞬态分析等。

图2.2.4仿真分析窗口
3 电路模型的建立
三极管的VT1、VT2、VT3的50
21===β
ββ，Ω===3003'2'1'bb bb bb r r r ，
调零电位器W R 的滑动端调在中点。

如图3.1
图3.1 单入双出恒流源式差分放大电路
4 理论分析及计算
4.1理论分析
在恒流源式差分放大电路单端输入的情况下，输入电压只加在某一个都三极
管的基极与公共端之间，另一管的基极接地，如图3.1所示。

4.1.1.静态分析
估算恒流源式差分放大电路的静态工作点时，通常可以从确定恒流源三极管的电流开始。

由图3.1可知，当忽略VT3的基流时，则恒流管VT3的静态电流为 e
BEQ Z
EQ CQ R U U
I I 3
33-=
≈ （4.1.1）
于是可得到两个放大管的静态电流和电压为 3212
1CQ CQ CQ I I I ≈
= （4.1.2）
对地）(121C CQ CC CQ CQ R I V U U -== （4.1.3） 1
1
21βCQ BQ BQ I I I ≈
= （4.1.4）
)(121对地R I U U BQ BQ BQ -== （4.1.5）
4.1.2.动态分析
由于恒流三极管相当于一个阻值很大的长尾电阻，它的作用也是引入一个共模负反馈，对差模电压放大倍数没有影响，所以恒流源式差放的交流通路与长尾式电路的交流通路相同。

因而，二者的差模电压放大倍数d A 、差模输入电阻id R 和输出电阻O R 均相同，见式（4.1.6）、（4.1.7）、（4.1.8）。

2
1w 2
1R
r R R u u u A be C
I I O
d ）（ββ+++-
=∆-∆∆=
(4.1.6)
)(2be id r R R +≈ (4.1.7) C O R R 2= (4.1.8)
4.2计算
（1）静态工作点Q A =A ≈A -=
-=
≈μ16016.033
7.063
33m m R U U
I I e
BEQ Z
EQ CQ
则 A =≈
=μ802
1321CQ CQ CQ I I I
V V R I V U U C CQ CC CQ CQ 4)10008.012(1121=⨯-=-== A =A =≈
=μμβ6.150
801
1
21CQ BQ BQ I I I
A
-=A ⨯-=-==m m R I U U BQ BQ BQ 16)106.1(1121
（2）为了估算d A ，需先求出be r 。

EQ
bb be I mV r r )(26)
1('β++=
Ω=Ω⨯+
=16875)08
.02651300(
Ω≈k 9.16 所以
156
2
.05.0519.1610100
502
)
1(-≈⨯⨯++⨯-
=+++-
=W be C
d R r R R A ββ
k
R r R R w be id 64)2
)
1((2≈+++≈β
k
R R C o 2002==
5 仿真结果分析
下图5.1、图5.2、图5.3为实验万用表所测数据：
图5.1万用表XMM1测输入信号电压 图5.2万用表XMM3测输出信号电压
图5.3万用表XMM2测输入信号电流
由万用表测得的实数得
58
.1545
888
.772-=-=
d A
k
k R id 6510
183.765
3
=⨯=
-
得出结论：恒流源式差分放大电路效果显著，所测得数值与理论计算数值误差在实验范围之内，是有效的实验。

图5.4是输入信号和输出信号的波形图：
图5.4示波器通道A、B、C同时显示
说明：图中绿线表示A通道，表示输入信号；红线表示B通道，表示输出信号；蓝线表示C通道，表示输出信号。

图5.5通道A、B、C输入信号在坐标系中的波形图
6 设计总结和体会
6.1设计总结
在用Multisim软件进行仿真后，我对恒流源式差分放大电路的性能有了进一步的理解，同时对恒流源式差分放大电路单入双出有了深刻的认识和了解。

并且对书上总结出的规律和公式有了更深层次的掌握。

为符合书上和实验的要求，需要对一些元器件进行调试和修改参数。

例如对三极管的一些参数修改等。

只有符合理论要求，电路才能正常工作。

6.2心得体会
通过自己动手操作Multisim软件，使我对此软件有了透彻的了解，能够熟
练的操作和使用此软件进行仿真，画电路图等功能。

在实验过程中，我认真学习，钻研，同时和同学在一起讨论、研究，最终完成了任务。

通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力，自己对以前的书本进行复习，经过一番试验，最终取得理想的效果。

7参考文献
参考文献
[1] 杨素行主编高等教育出版社《模拟电子技术基础简明教程第三版》
[2] 吴翔，苏建峰《Multisim10&Ultiboard原理图仿真与PCB设计》电子工业出版社2008年1月
[3] 杨志忠主编机械工业出版社 2008年7月第一版《电子技术课程设计》
[4] 黄培根奚慧平主编浙江大学出版社 2005年2月第一版《Multisim 7&电
子技术实验》
10。