单管共射极分压式放大电路仿真实验报告

单管共射极分压式放大电路仿真实验报告

班级：电气工程及自动化二班

学号：*********

姓名：***

单管共射极分压式放大电路仿真实验报告

一、实验目的：1.学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。

2.掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的

测量法。

3.熟悉简单放大电路的计算及电路调试。

4.能够设计较为简单的对温度稳定的具有一定放大倍数的放大电路。

二、实验要求：输入信号Ai=5 mv, 频率f=20KHz, 输出电阻R0=3kΩ, 放大倍数Au=60，直

流电源V cc=6v,负载R L=20 kΩ，Ri≥5k，Ro≤3k，电容C1=C2=C3=10uf。

三、实验原理：

（一）双极型三极管放大电路的三种基本组态。

1.单管共射极放大电路。

（1）基本电路组成。如下图所示：

（2）静态分析。I BQ=（V cc-U BEQ）/R B （V CC为图中RC（1））

I CQ =βI BQ

U CEQ=V CC-I CQ R C

（3）动态分析。A U=-β（R C//R L）/r be

R i =r be// R B

R o=Rc

2.单管共集电极放大电路（射极跟随器）。

（1）基本电路组成。如下图所示：

（2）静态分析。I BQ=（V cc-U BEQ）/（R b +（1+β）R e）（V CC为图中Q1（C））

I CQ=βI BQ

U CEQ=V CC-I EQ R e≈V CC-I CQ R e

（3）动态分析。A U=（1+β）（R e//RL）/（r be+（1+β）（R e//R L））

电压放大倍数恒小于1，而且接近于1。

Ai=-（1+β）

电流放大倍数恒大于1。

R i =（r be+（1+β）（R e//R L）//R B

R O≈R e

3.单管共基极放大电路。

（1）基本电路组成。如下图所示：

（2）静态分析。I EQ=（U BQ-U BEQ）/R e≈I CQ （V CC为图中RB2（2））

I BQ=I EQ/（1+β）

U CEQ=V CC-I CQ R C-I EQ R e≈V CC-I QC（R C+R e）

（3）动态分析。AU=β（R C//R L）/r be

R i=（r be/（1+β））// R e

R o≈Rc

（二）由题目，根据Ri较大和稳定要求：要用分压式直流负反馈共射极放大电路。

1.三极管将输入信号放大。

2.两电阻给三极管基极提供一个不受温度影响的偏置电流。

3.采用单管分压式共射极电流负反馈式工作点稳定电路。

四、实验步骤：

1.选用2N1711型三极管，测出其β值。

（1）接好如图所示测定电路。为使ib达到毫安级，设定滑动变阻器Rv1的最大阻值是1000kΩ，又R1=3 kΩ。

图〈一〉

其中测i b电流的电流表为微安级，测i c电流的电流表为毫安级。

（2）首先把滑动变阻器的阻值调到最大，求出最小电流i bmin=5.36uA,再连续调小滑动变阻器Rv1的阻值从而引起i b与i c的连续变化，当i c不在随i b呈线性变化时记下此时的i b

值为i bmax=17.8uA。

i b =（i bmin+i bmax）/2

≈11.6 uA

（3）调整滑动变阻器Rv1使得微安表的示数为i b= 11.6 uA。记录下毫安表的示数i c=1.39mA，如图〈一〉所示。

β=i c/i b

=120

（4）计算Au =-β（R c//R L）/R be=60

R be=300+26(mA)/i b=5.2 kΩ

i b=5.3uA

（5）验证放大倍数仿真。接入输入信号和负载，如图〈二〉、〈三〉所示：调整滑动变阻器Rv1使得微安表的示数为5.3uA。看示波器上的波形是否满足Au=60，若不满足，则轻微调试滑动变阻器，使其在示波器中看见两条彩带刚刚重合为止。

图〈二〉

图〈三〉

（6）接出基本放大电路的。如图〈四〉所示：工程条件：忽略i b，流过R B1和R B2的电流I b ≈10i b，V b≈2V be。

图〈四〉

（7）计算R B1=（V cc-V be）/i b =100 kΩ，

R B2=（2V be）/10i b=28kΩ,

R E = (V b-V be)/（1+β）i b=1 kΩ，在电路上设置电阻值。

（8）接上示波器仿真，黄色、红色波分别为输与输出入波。在示波器上调好60倍放大倍数，看而至波形幅度是否相同相位相反。如不符合，微调R B2（31kΩ左右）使得两波形符合条件即可，最终确定R B2为30 kΩ左右时符合条件。

如图所示：

图〈五〉

（9）电路验证。通常情况下该电路要求Rbe>R i（输入电阻），经计算Rbe=5.2k满足要求。

（10）如图〈五〉所示：得到放大60倍的波形，实验成功！

五、误差分析：

（1）由于电路中各阻值均是估算，所以存在一定误差。

（2）β值的确定取估算值，存在误差。

（3）图〈四〉的等效电路如下图所示

〈六〉

此时由并联可得输入电阻R i= R B1∥R B1∥R be= R5∥R4∥R=100k∥30k∥5.2k≈4.3k

输出电阻R o=R C∥R L=R1∥R2=3k∥20k≈2.6k

如图〈七〉所示