模电pspice仿真

----晶体三极管共射放大电路

北京交通大学

实验原理

单级共射放大电路是放大电路的基本形式，为了获得不失真的放大输出，需设置合适的静态工作点，静态工作点过高或过低都会引起输出信号的失真。通过改变放大电路的偏置电压，可以获得合适的静态工作点。

单级共射放大电路是一个低频小信号放大电路。当输入信号的幅度过大时，即便有了合适的静态工作点同样会出现失真。改变输入信号的幅值即可测量出最大不失真输出电压。放大电路的输入输出电阻是衡量放大器性能的重要参数。 晶体三级管具体电流放大作用，用它可构成共射、共集、共基三种组态的基本放大电路。在这三种电路工作过程中，静态工作点的选取是最重要的。如果静态工作点调的太高或者太低，当输入端加入交流信号又超过了工作点电压时，则输出电压将会产生饱和失真或者截止失真。

要求：

1、电源电压VCC=12V；

2、静态工作电流ICQ=1.5mA;

3、当RC=3KΩ，RL=∞时，要求VO(max)≥3V(峰值)，Av≥100;

4、β=100——200，C1=C2=10μF，Ce=100μF。

实验内容

1．放大电路中偏置电路的设计

（1）偏置电路形式的选择

除了根据静态工作点稳定性的要求来选择偏置电路外，还应考虑放大电路的性能指标。

（2）分压式偏置电路静态工作点的稳定条件

为了稳定静态工作点，必须满足下面两个条件。

条件一：I1>>IBQ

工程上一般按下式选取

I1=(5~10)IB 硅管

I1=(10~20)IB 锗管

由于锗管的ICBO比硅管得大，使得锗管的ICBO随温度变化时，对基极电位VB的稳定性影响也大，所以用在锗管的放大电路中，I1应取大一些，即RB1,RB2取小一些。 条件二：VB>>VBE

既要是静态工作点稳定，又要兼顾其他指标，一般按下式选取：

VB=（5~10）VBE

VB=3~5V 硅管

VB=1~3VV 锗管

（1） 选择VB和计算RE

通常根据稳定条件二来选取。若静态工作点的稳定相要求高，而放大电路的动态范围较小，则应按上限选取，反之，应用较小的值

RE?VB?VBE

IEQ?VBICQ

(4)选定I1和计算RB2

通常根据条件一来选取。在放大电路输入电阻允许的情况下，可选大一些。选定后，便可以计算RB2

Rb2?VB

I1?VB(5~10)IBQ

(5)计算RB1

Rb1?Vcc?VB

I1?VCC?VB(5~10)IBQ

2、进入pspice软件，绘制下面所示的电路图。

a.根据公式Re=VB/ICQ及VB=(5——10)VBE=(3——5)V，那么Re=(2——3.33)kΩ; b.由公式I1=(5——10)ICQ/βmin，取βmin=100,那么I1=(0.075——0.15)A; c.根据a.b.所得的结果易知Rb1=VB/I1≈(20——66.67)kΩ，Rb2≈

(VCC-VB)/I1=(46.67——120)kΩ。将上面的计算的参数填入刚刚完成的电路图中，将交流源短接，进行静态工作点分析。通过调整各个元件参数使得ICQ=1.5mA。如下图所示：

3、在输入端加上电源VSIN，Rl=3KΩ，如下图所示，

VOFF = 0

4、当RL开路时输出波形：

2.0mV

1.0mV

0V

-1.0mV

-2.0mV

0s

V(C3:-)

0.1ms

V(R7:2)

0.2ms

0.3ms

0.4ms

0.5ms Time

0.6ms

0.7ms

0.8ms

0.9ms

1.0ms

5、当RL=3k时输出波形：

80mV

40mV

0V

-40mV

-80mV

0s

V(C3:-)

0.1ms

V(R7:2)

0.2ms

0.3ms

0.4ms

0.5ms Time

0.6ms

0.7ms

0.8ms

0.9ms

1.0ms

观察图像知道，输出电压与输入电压之间的相位恰好相反

6、观察饱和、截止失真

设Vi=40mV，仿真分析共射放大电路的电压传输特性及最大不失真输出电压，并判断输出电压是先出现饱和失真还是先出现截止失真。

4.0V

2.0V0V

-2.0V

-4.0V

0sV(C2:-)0.1msV(C1:-)0.2ms0.3ms0.4ms0.5ms

Time0.6ms0.7ms0.8ms0.9ms1.0ms

7、将Us设定为40mV，启动分析仿真观察电压传输特性，当RL=3K时： 2.0V

1.0V0V

-1.0V

-2.0V

-28mV-24mV

V(C2:2)-20mV-16mV-12mV-8mV-4mV0mV4mV8mV12mV16mV20mV24mV

V(C1:1)

RL=∞时，电压传输特性如下：

4.0V

2.0V

0V

-2.0V

-4.0V

-28mV-24mV

V(C2:2)-20mV-16mV-12mV-8mV-4mV0mV4mV8mV12mV16mV20mV24mV

V(C1:1)

8、仿真分析得到放大器的幅频特性曲线如下

80V

60V

40V20V

0V

1.0HzV(RL:2)10Hz100Hz1.0KHz10KHz

Frequency100KHz1.0MHz10MHz100MHz

相频特性曲线如下：

100d

-0d

-100d

-200d

-300d

1.0Hz

Vp(RL:2)10Hz100Hz1.0KHz10KHz

Frequency100KHz1.0MHz10MHz100MHz

由这两个图线我们可知，放大器的上限截止频率约为5.4KHz，下限截止频率约为

3.2KHz。

实验分析

1、步骤2 由图像及文本输出窗口中的到的电压打印机的数据，可大致算出放大倍数约为70，而理论值为75，二者之间的误差约为，7％。

2、步骤3 仿真可得电压放大倍数为135，与理论值150的误差约为10％。

3、步骤5 从图中我们知道输入电阻为1.6，与理论值1.8k的相对误差约为11％。

 

第二篇：模电实验报告

试验报告

班级——————姓名————学号————试验课程———————————日期——

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试验名称：常用电子仪器的使用

试验目的：   1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。

试验内容和步骤：

一、机内校正信号对示波器进行自检

用示波器本身的校准信号。“电压幅度旋钮”调到1V/div,“扫描时间旋钮”调到0.5ms/div，幅度微调到“校准”，在屏幕上调出高2格水平为2格的方波波形.

二、示波器和交流毫伏表测量信号参数

调节函数信号发生器有关旋钮，使输出频率分别为100Hz、1KHz、10KHz、100KHz，有效值均为2V（交流毫伏表测量值）的正弦波信号。

改变示波器“扫速”开关及“Y轴灵敏度”开关等位置，测量信号源输出电压频率及峰峰值。

实验结果

教师批阅：

老师上课注意事项

振幅的量值可以表示为峰峰值（pp）、单峰值（p）、有效值（rms）或平均值（ap）。峰峰值是整个振动历程的最大值，即正峰与负峰之间的差值；单峰值是正峰或负峰的最大值；有效值即均方根值。只有在纯正弦波(如简谐振动)的情况下，单峰值等于峰峰值的1/2，有效值等于单峰值的0.707倍，平均值等于单峰值的0.637倍；平均值在振动测量中很少使用。

它们之间的换算关系是：峰峰值＝2×单峰值＝2×21/2×有效值

只写第一页即可。用实验报告纸写，不用打印。下周一上课的时候交上来