单管共射极分压式放大电路仿真实验报告Word文件下载.docx
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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=5mv,频率f=20KHz,输出电阻R0=3kΩ,放大倍数Au=60.直流电源Vcc=6v,负载RL=20kΩ.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。
IBQ=(Vcc-UBEQ)/RB(VCC为图中RC
(1))
ICQ=βIBQ
UCEQ=VCC-ICQRC
(3)动态分析。
AU=-β(RC//RL)/rbe
Ri=rbe//RB
Ro=Rc
2.单管共集电极放大电路(射极跟随器)。
IBQ=(Vcc-UBEQ)/(Rb+(1+β)Re)(VCC为图中Q1(C))
ICQ=βIBQ
UCEQ=VCC-IEQRe≈VCC-ICQRe
AU=(1+β)(Re//RL)/(rbe+(1+β)(Re//RL))
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。
Ri=(rbe+(1+β)(Re//RL)//RB
RO≈Re
3.单管共基极放大电路。
IEQ=(UBQ-UBEQ)/Re≈ICQ(VCC为图中RB2
(2))
IBQ=IEQ/(1+β)
UCEQ=VCC-ICQRC-IEQRe≈VCC-IQC(RC+Re)
AU=β(RC//RL)/rbe
Ri=(rbe/(1+β))//Re
Ro≈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=3kΩ。
图〈一〉
其中测ib电流的电流表为微安级.测ic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ibmin=5.36uA,再连续调小滑动变阻器Rv1的阻值从而引起ib与ic的连续变化.当ic不在随ib呈线性变化时记下此时的ib值为ibmax=17.8uA。
ib=(ibmin+ibmax)/2
≈11.6uA
(3)调整滑动变阻器Rv1使得微安表的示数为ib=11.6uA。
记录下毫安表的示数ic=1.39mA.如图〈一〉所示。
β=ic/ib
=120
(4)计算Au=-β(Rc//RL)/Rbe=60
Rbe=300+26(mA)/ib=5.2kΩ
ib=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ib.流过RB1和RB2的电流Ib≈10ib.Vb≈2Vbe。
图〈四〉
(7)计算RB1=(Vcc-Vbe)/ib=100kΩ.
RB2=(2Vbe)/10ib=28kΩ,
RE=(Vb-Vbe)/(1+β)ib=1kΩ.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RB2(31kΩ左右)使得两波形符合条件即可.最终确定RB2为30kΩ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>
Ri(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Ri=RB1∥RB1∥Rbe=R5∥R4∥R=100k∥30k∥5.2k≈4.3k
输出电阻Ro=RC∥RL=R1∥R2=3k∥20k≈2.6k
如图〈七〉所示
〈七〉
经测定U1=3.54mV.U2=1.74mV
△U=1.8mV.Ii=△U/R6=1.8mV/4.3K≈4.2uA
Ri=U2/Ii=1.74mV/4.2uA≈4.1k
经实验与计算可得.在误差允许的范围内.输入电阻的计算值与实验值相等。
如图〈八〉所示
当断开RL时.U0=245mV。
如图〈九〉所示
当连接RL是.U=214mV。
由公式可知.R0=(U0/U-1)RL=(245/214-1)*20=2.9K
经实验与计算可得.在误差允许的范围内.输出电阻的计算值与实验值相等。
六、实验总结:
(1)掌握单管分压式共射极电流负反馈式工作点稳定电路原理。
(2)掌握放大电路中静态工作点以及动态工作点的分析。
(3)掌握β值.RB1.RB2.RE的计算。
(4)接好电路微调出预定结果。
(5)最终电路图如图〈四〉所示.实验结果如图〈五〉所示。