共射放大电路的特性分析与仿真Word格式.docx
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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
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1-1所示。
设晶体管的β=100，rbbˊ=80Ω。
输入正弦信号，f=1kHz。
（1）调节RB使ICQ≈1mA，求此时输出电压υ0的动态范围。
（2）调节RB使ICQ≈2.5mA，求此时输出电压υ0的动态范围。
（3）
为使υ0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：
β=100，rbbˊ=80Ω，Cb′C=1.25PF，fT=400MHZ，VA=∞。
调解偏置电压VBB使ICQ≈1mA。
（1）计算电路的上限截止频率fH和增益-带宽积G•BW。
（2）将rbbˊ改为200Ω，其它参数不变，重复
（1）中的计算。
（3）将RS改为1KΩ，其它参数不变，重复
（1）的计算。
（4）将Cb′C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
三、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
RB24RMOD1
*RB24450K；
IC=2.5MA
*RB24562.5K；
IC=2MA
*RB241.128MEG；
IC=1MA
RC344K
Q1320MQ
VI10AC1SIN（080M1K）
C23520U
RL504K
VCC4012
.MODELMQNPNIS=1E-15BF=100RB=80
.MODELRMODRES（R=600K）
.OP
.DCRESRMOD（R）200K1.5MEG10K
.TRAN1E-53E-22E-31E-5
.PROBE
.END
注：
电阻扫描需定义语句
.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IC（Q1）-RB的曲线，如图1-3所示。
从图中可测出，ICQ=1mA，2.5mA时，RB分别约为1.128MΩ和450KΩ。
2、运行.TRAN语句，可获得：
（1）RB=1.128MΩ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VCEQ，约为8V（从输出文件中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2V。
（2）当RB=450KΩ，ICQ=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）。
（3）为使υ0的动态范围最大，应使ICQRLˊ≈VCEQ-VCE（Sat），即2ICQ≈12-4ICQ（ICQ≈2mA）。
由图
1-3可测出RB≈562.5KΩ。
输出波形如图1-6所示，可见，动态范围峰值近于4V。
图1-4ICQ=1mA的输出电压波形
图1-5ICQ=2.5mA的输出电压波形
图1-6ICQ=2mA的输出电压波形
【例2】参考的输入网单文件如下：
ACEAMP3
VS10AC1
RS12200
C12310U
RB3420K
VBB400.92
Q1530MQ
RC652K
VCC6012
.MODELMQNPNIS=1E-15
+RB=80CJC=1.25PTF=3.7E-10BF=100
.OP
.DCVBB020.01
.ACDEC101k100MEG
.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时，ICQ=1mA（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AVS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AVS≈70.4，fH≈6.21MHZ，因而G•BW≈440.3MHZ。
（2）将rbbˊ由80Ω增加到200Ω，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RS由200Ω该为1KΩ时，其AVS的幅频曲线如图1-8中的以符号◇标示的曲线所示。
（4）将CbˊC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1-7ICQ与VBB的关系曲线
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′，Cb′C，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。
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