模电 实验报告

实验报告
<1>实验时间：
星期二下午五点半到九点半 <2>实验地点：
实验楼十楼 <3>实验材料:
电阻：100Ω，1ΩK ，5ΩK ，51ΩK ，10ΩK ，100ΩK 电容：47μF
电源：12 V 直流电压源，50 mV 1KHz 0°交流电压源 晶体管：双极型晶体管BJT <4>电路原理图：
U1
2N5551R251kΩ
R1
100kΩ
R35kΩ
R4100Ω
R51kΩ
RL
10kΩ
C147µF
C2
47µF
C347µF
V1
12 V
Pot190%
V2
50mVpk 1kHz 0°
<5>分析过程及结果：
⑴直流分析：
图中晶体管β=100. ①直流电路图:
②欲使U CQ=6V,求pot1.
解：U CQ=6V，则U R3=V1-U CQ=12V-6V=6V
I CQ R3=U R3
解得I CQ=1.2mA 则I BQ=β
I CQ=0.012mA
则U CEQ=V1-I CQ R3-I EQ(R4+R5)
≈V1-I CQ(R3+R4+R5)
=4.68V
又U B=U BE+I EQ(R
R5
+)
4
=2.04V
则有V1=U B+(pot1+R1)(I BQ+R
U B2)
解之：pot1=93KΩ
③求解静态工作点Q
解：由上一问可知
I CQ=1.2mA
U CEQ=4.68V
④改变偏置电阻阻值对晶体管工作状态有何影响？
答：对共射放大电路来说，主流是从发射极到集电极的IC，偏流就是从发射极到基极的IB。

相对与主电路而言，为基极提供电流的电路就是所谓的偏置电路。

偏置电路往往有若干元件，其中有一重要电阻，往往要调整阻值，以使集电极电流在设计规范内。

这要调整的电阻就是偏置电阻。

偏置：在电路某点给一个参考分量，使电路能适应工作需要。

在(电阻大)偏值小到一定程度后其基极电位已不足以维持最小静态基区电流,而此时的工作偏流则依靠输入信号的某半值电压!因而此时的输出信号失真是无静态的断续! 而在(电阻小)偏值过高引起的失真则是非线性阻塞失真! 由此可见晶体管的静态工作点只有在合理的区间才能做到最小的失真,最大的输出!区域内改变偏值电阻会影响增益!超区域改变偏值电阻会增加失真!
⑤用multisim仿真静态工作点
⑥根据仿真电压值计算出直流工作点
由仿真结果知：U CEQ=4.382V
U CQ=5.765V
有I CQ R3=V1-U CQ解得I CQ=1.25mA
可见，误差不是太大
⑦直流工作点不合适会产生怎样的严重后果？
答：直流工作点过高的话，会产生饱和失真甚至对电路产生不良影响；过低的话，会产生截止失真。

(2)根据原理图选择元器件，在如下实验板上搭建电路。

①详细搭建步骤：
②如果晶体管β值实际测量值为200，怎样调试出合适静态工作点？
③写出调整步骤
④实验前，测量晶体管β值，根据β值重新计算、仿真Q点
⑤将Q值填入下表晶体管型号：β：
IBQ ICQ UCEQ UCQ
计算值
仿真值
测量值
（3）交流分析
1.画出交流通路
交流通路
2.画出交流微变等效电路
交流微变等效电路
3. .求：us u o i A A R R ,,,
=+=+=I
U r r EQ
T b
be )1()1(ββ(1+100)
1
26
≈2.6ΩK
A u
=R r R U
U be L i
O 4'
)1(ββ++-==
=⨯+⨯1
.01016.2)
10||5(10026.25 R i
])1([||||41
2R r
R R be
β++==51||100||(2.6+101⨯0.1)=9.33ΩK
R O =R
3
=5ΩK
A us
=A
R R R
U
U U
U u
i
S i
S
O S
O +=
==
4.偏置电阻对交流参数有什么影响？负载对放大倍数有什么影响？
答：偏置电阻增大时，Q 工作点将沿直流负载线下移，靠近截止区，
在输入电压负半周的部分时间内，动态工作点进入截止区，使i B，i C 不能跟随输入变化而恒为零，从而引起i B，i C，u CE的波形发生失真（截止失真）；偏置电阻减小时，Q工作点将沿直流负载线上移，靠近饱和区，在输入电压负半周的部分时间内，动态工作点进入饱和区。

此时，i B增大时，i C则不能随之增大，因而也将引起i C和u CE波形的失真（饱和失真）。

负载增大时，直流负载线的斜率减小, Q工作点左移，靠近饱和区，易发生饱和失真；反之，直流负载线的斜率增大, Q工作点右移，靠近截止区，易发生截止失真。

5.用multisim仿真交流参数
6在实验板搭建完整电路，用示波器测量交流参数
7. 分析数据
五、实验后的总结
1.设计中遇到的问题及解决过程
2.调试中遇到的问题及解决过程
3.根据设计技术指标及实验记录总结实验体会。

如：
A、偏置电阻变化对静态工作点的影响；
B、静态工作点的变化对放大性能的影响；
C、负载变化对放大性能的影响；
六、展望
1. 怎样把学到的知识应用于教学、科研、生产
三极管发明于20世纪初期，它的出现产生了第三次工业革命的契机，至从它广泛运用于社会生活以来，在计算机发明问世以来，短短半个世纪，人类文明迅速又电气时代走向自动化时代，三极管在计算机技术力的广泛运用，才又了集成技术的空前发展，计算机迅速走向社会大众，为人民的生活飞速发展产生了不可磨灭的贡献，而三极管的特性使其仍然具有广泛的发展前景，因此研究三极管的发展与应用不仅有极为重要的学术意义还有广泛的社会意义，本文将从三极管的历史以及其工作原理及应用上详细系统的论证其广阔的前景以及重要的发展意义。

三极管的应用
三极管有放大，饱和和截止三种工作状态，前一种状态被广泛运用于信号
的放大，二后两种状态常被用做电子开关。

a，信号开关。

b，稳压电源。

c，开关电源的导通管。

三极管由于其简单的构造及广泛的运用，拥有无可比拟的发展优势，由最初的电真空三极管到现在各种型号，品种繁多的类型，但是万变不离其宗，它的未来发展模式主要还是在信号放大几各种电子开关的运用上。

个人认为，尤其其信号放大功能，在微电子技术广泛运用的未来，将会有非常广阔的前景。

现在在汽车电子业来，车载电子上已经可以看到其出现的身影。

并随着集成电子技术的发展，尤其是高新技术的平民化时代的到来。

比如纳米技术的广泛运用与生活中，三极管越来越融合入人民的生活之中，在医疗，公共建设上展现其广泛的天地。

2. 对自己学习、工作、前途是如何规划的
首先模拟电路和数字电路都属于电子电路。

模拟电路要求把握对模拟量变化掌控，这点是其相对于数字电路来讲的难点。

数字电路要求建立在数字逻辑的基础之上，相对于模拟电路更容易进行信号的处理以及电路的设计，所以数字技术在当今被广泛使。

，在超大规模集成电路中，数字电路占据了绝大部分，但是模拟电路部分是必不可少的，因为数字部分的优势在于信号的处理，而电路输出要转为模拟信号，所以模拟电路的质量是十分关键的。

目前数字技术盛行，熟练掌握数字技术对于适应当今的电子行业有很大帮助，但是世界是模拟的，我们的生活是模拟的，所以模拟技术永远都不会被淘汰，永远都是电路设计中十分关键的部分。

总之要成为优秀的电子工程师，数模技术一定都要熟练掌握。

七、拓展内容
1．放大器输入电阻的测量
输入电阻的测量电路如图3-16所示。

图3-16 测量输入电阻的电路
放大电路的输入电阻：i
i
i I V R =
在放大电路的输入端串联一只阻值已知的电阻R S （可取510Ω），见图3-16所示，通过毫伏表分别测出R S 两端对地电压，求得R S 上的压降(V s -V i )，则： S i S i R V V I /)(-=
所以有 S i
S i
S
i S i i
i i R V V V R V V V I V R -=-=
= 通过测量V S 和V i 来间接地求出R S 上的压降，是因为R S 两端没有电路的公共接地点。

若用一端接地的毫伏表测量，会引入干扰信号，以致造成测量误差。

2. 放大器输出电阻的测量
放大电路的输出端可看成有源二端网络。

如图3-17所示。

图3-17 测量输出电阻的电路
用毫伏表测出不接R L 时的空载电压V o ’和接负载R L 后的输出电压
V o ，即可间接地推算R O 的大小：L o o L o o o o R V V R V V V R ⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛-=-=1'/'。

3. 设计一个共基极放大电路
V11 Vpk 1kHz 0°
C11uF
C21uF
C3
1uF
R11kΩ
R21kΩR3
1kΩR4
1kΩ
R51kΩV212 V Q1
2N42641
5
6
4730
4. 设计一个共集电极放大电路
Us 120 Vrms 60 Hz 0°
Rs 1kΩRE 1kΩ
RL 1kΩ
RB21kΩ
RB1200kΩ
C150uF
C21uF
Q1
2N2219
123
5
6Ucc 12 V
4
5.场效应管放大电路 共源放大器电路
V112 V
V2
1 Vpk 1kHz 0°
C11uF
C21uF
C31uF
R11kΩ
R21kΩR31kΩR41kΩ
Q1
2N337012
45
670
共漏放大器电路
V11 Vpk 1kHz 0°
C11uF
C21uF R1
1kΩ
R21kΩR31kΩ
Q1
2N3370V2
12 V
12
456
共栅放大器电路
V1
1 Vpk 1kHz 0°
C11uF C21uF
R11kΩ
R21kΩR31kΩV2
12 V Q1
2N3370
1
43
52
6。