共射放大电路的特性分析与仿真.docx

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共射放大电路的特性分析与仿真

长春理工大学

国家级电工电子实验教学示范中心

学生实验报告

学年第学期

实验课程

实验地点

学院

专业

学号

姓名

实验时间

预习成绩

实验台号

报告成绩

一、实验目的

1、借助PSpice软件平台，通过实例分析更进一步理解静态工作点对放大器动态性能的影响。

2、了解晶体管等器件的参数对放大电路的高频响应特性的影响。

3、熟悉并掌握放大电路主要性能指标的测量与估算方法。

二、实验原理

输入正弦信号U=1kHzo

1、产生仿真曲线，改变静态工作点，对放大器动态性能进行测量。

【例1】共发射极放大电路如图所示。

设晶体管的3二100,「bbv80Q

（1）调节Rb使Icq"1mA,求此时输出电压u。

的动态范围。

（2）调节Rb使Icq'2.5mA,求此时输出电压Uo的动态范围。

（3）为使Uo的动态范围最大，Icq应为多少mA?

此时Rb为何值？

图1-1单管共发射极放大电路

2、产生仿真曲线，测量放大器的高频参数。

【例2］图1-2所示为单管共发射极放大电路的原理

图。

设晶体管的参数为：

3二100,tbb二80Q,Cbt二1.25PF,fT二400MHZ,Va二r。

调解偏置电压Vbb使Icq"1mAo

（1）计算电路的上限截止频率fH和

增益-带宽积G?

BWo

（2）将山'改为200Q,其它参数不变，重复

（1）中的计算。

（3）将Rs改为1KQ,其它参数不变,重复

（1）的计算。

（4）将Cbc改为4.5PF,其它参数不变，重复

（1）的计算。

图1-2共发射级放大电路的原理图

、预习内容

1、复习共射放大器的工作原理及高频响应特性与各参数的关系；

2、熟悉用PSpice进行电路静态分析和动态性能分析的描述方法;

3、了解利用Probe绘图曲线估算电路的性能指标的方法。

四、实验内容

1、对例1写出进行静态工作点调整和放大器动态范围测量的输入网单文件;

2、对例1进行电路的静态、动态的仿真分析，并用数据回答有关问题；

3、对例2写出进行频率特性分析的输入网单文件；

4、对例2进行电路的频率特性的仿真分析，并用数据回答有关问题。

五、实验步骤

【例1】参考的输入网单文件如下：

ACEAMP1

C11220U

RB24RM0D1

RRB24450K102.5MA

RRB24562.5KIC二2MA

RRB241.128MEGIC=1MA

RC344K

Q1320MQ

VI1OAC1SIN（O8OM1K）

C23520U

RL504K

VCC4012

•MODELMQNPNIS二1E-15BF二100RB二80

•MODELRMODRES（R=600K）

•OP

.DCRESRMOD（R）200Kl.5MEG10K•TRAN1E-53E-22E-31E-5

.PROBE

.END

注：

电阻扫描需定义语句

RB24RM0D1

•MODELRMODRES（R=600K）

•DCRESRMOD（R）200K1.5MEG10K

图1-3集电极电流IC与电阻RB的关系曲线

1、运行.DC语句，可获得lc（Qi）-Rb的曲线，如图1-3所示。

从图中可测出，lcQ=lmA,2.5mARe分别约为

1.128MQ和450KQo

2、运行.TRAN语句，可获得：

（1）Rb=1.128MQ节点电压波形如图1-4所示。

图中上面的一条水平直线代表3节点的直流电压Vc约为8V（从eq?

输出文件屮可得到晶体管的静态工作点）。

由图可以看出，输出电压波形出现正半周限幅，

即为截止失真，可测出其动态范围峰值约为2Vo

（2）当Rb二450Kq,Icq二2.5mA,3,5节点波形如图1-5所示。

可见，输出电压波形出现负半周限幅，即为饱和失真，可测出其动态范围峰值约为2V（此时3节点的直流电压Vceq约为1.99V）o

（3）为使Uo的动态范围最大，应使IcQRLVcEQVCE（sat）,即2Icq"12-4ICQ（Icq"2mA）。

由图

图1-5ICQ=2.5mA的输出电丿If波形

【例2】参考的输入网单文件如下：

ACEAMP3

VS10AC1

RS12200

C12310U

RB3420K

VBB400.92

Q1530MQ

RC652K

VCC6012

•MODELMQNPNIS二1E-15

+RB二80CJC二1.25PTF二3.7E-10BF二100・0P

.DCVBB020.01

•ACDEClOlklOOMEG

.PROBE

.END

1、用直流扫描功能对电压源Vbb实行扫描，Icq-Vbb曲线如图1-7所示。

可以测出，当Vbb=0.92V

lcQ=lmA（由输出文件电路静态工作点，可以确定出Vbb的精确值）。

2、运行.AC语句可得到：

（1）电压增益晶的幅频特性曲线如图1-8中以符号□标示的曲线所示，可测出中频增益A『70

件〜&21MHZ,因而G?

BW、440.3MHZ。

⑵将mb,由80Q增加到200Q,其它参数不变，其Avs的幅频特性曲线如图1-8中的符号■标示的曲线所示。

（3）将Fs由200Q该为1KQ时,其Avs的幅频曲线如图1-8中的以符号術示的曲线所示。

⑷将G/c由1.25PF增大到4.5PF时，Avs的幅频特性曲线如图1~8中的以符号标示的曲线所示。

请读者分析以上结果说明什么问题。

图1-8AVS的幅频特性曲线

六、思考题

1、工作点偏低、偏高会使放大电路的性能发生怎样的改变？

要想获得最大动态范围，应如何做，如何做才能测出最大动态范围？

工作点偏高偏低都会使动态范围变小，工作点低易产生截止失真，工作点偏高易产生饱和失真。

可通过改变静态工作点Q找到合适的静态工作点来找到最大动态范围。

2、动态特性指标还与哪些因素有关？

输入电阻，输出电阻，增益。

3、回答rbb,CbC,Rs对高频响应特性有怎样的影响。

Rbb'增大，电压增益下降，上限频率变低，带宽积下降。

Cb'c增大，电压增益下降，上限频率变低，带宽积下降。

Rs增大，电压增益下降，上限频率变低，带宽积下降。

七、总结分析

要找到合适的静态工作点，否则易产生失真。

通过调静态工作点可找到最大动态范围。

动态电路的重要指标：

增益，增益带宽积。

动态特性指标与输入输出电阻，增益有关。