共射放大电路的特性分析与仿真.docx

1、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=1kHzo1、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

2、压u。的动态范围。(2)调节Rb使Icq 2. 5mA,求此时输出电压U o的动态范围。(3)为使U o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 二80 Q , 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200 Q,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

3、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：A

4、CEAMP1C11220URB24RM0D1RRB24450K 102. 5MARRB24562. 5K IC二2MARRB241. 128MEG IC=1MARC344KQ1320MQVI1OAC1SIN(O8OM1K)C23520URL504KVCC4012MODELMQNPNIS二1E-15BF二100RB二80MODELRMODRES(R=600K)OP.DCRESRMOD(R)200Kl. 5MEG10K TRAN1E-53E-22E-31E-5.PROBE.END注：电阻扫描需定义语句RB24RM0D1MODELRMODRES( R=600K)DCRESRMOD( R) 200K1

5、. 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. 5mA Re分别约为1.128M Q 和 450KQo2、 运行.TRAN语句，可获得：(1 )Rb=1. 128M Q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

6、。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 U o 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：ACEAMP3VS10AC1RS12200C12310URB3420KVBB400.92Q1530MQRC652KVCC6012 MODELMQNPNIS二1E-15+RB二80CJC二1. 25PTF二3. 7E-10BF二100 0P.DCVBB020.

7、01ACDEClOlklOOMEG.PROBE.END1、 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=0.92VlcQ=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A70件& 21MHZ,因而 G?BW、440. 3MHZ。将mb,由80 Q增加到200 Q,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200 Q该为1KQ时,其Avs的幅频曲线如图1-8中的以符号術示的

8、曲线所示。将G/c由1. 25PF增大到4. 5PF时，Avs的幅频特性曲线如图18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, 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。Cbc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。