单管共集放大电路分析

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1、课程设计说明书学生姓名:学号：学院:班级:题目:晶体管单管共集电极放大电路分析指导教师：职称:2012年7月2日一.课题名称：晶体管单管共集电极放大电路分析二.设计任务及要求：1.分析静态工作点2.失真分析3.动态分析4.参数扫描分析5.频率响应三.设计原理：放大是对模拟信号最基本的处理，在大多数的电子系统中都含有各种各样的放大电路，其作用是将微弱的模拟信号放大到所需的数值。放大电路及其基本分析方法是构成其他模拟电路的基本单元和基础，是模拟电子技术课程研究的主要内容之一。电路的组成:电路要能放大,晶体管应工作在放大区,即Ube>0,Ubc<0,

2、所以电源和电阻的设置要满足这些条件。其基本电路如图所示.Vbb和Rb及Re相配合,给晶体管设置合适的基极电流;Vcc提供了晶体管的集电极电流和输出电流.交流信号Ui从基极输入,产生变化的基极电流Ib,再通过晶体管得到了放大了的Ie,而变化的Ie流过电阻Re得到了变化的电压,从发射极输出.对于交流信号来说,集电极是公共端,所以是共集放大电路。本实验使用Multisim10进行仿真。该软件基于PC平台，采用图形操作界面虚拟仿真了一个与实际情况非常相似的电子电路实验工作台，他几乎可以完成在实验室进行的所有电子电路实验，已被广泛应用于电子电路分析，设计

3、，仿真等项目中，是目前世界上最为流行的EDA软件之一，已被广泛应用于国内外的教育界和电子技术界。四.仿真过程：本实验基本电路图如下图所示：1.静态工作点的分析：三极管是放大电路的核心，要使放大电路正常工作，必须为三极管设置合适的外部工作条件，即要设置合适的静态工作点，否则会产生输出信号的失真，或过大的功率损耗。合适的静态工作点是一个动态的概念。从减小静态功率损耗的角度出发，希望静态值越小越好；从获得较大的动态范围出发，在输出信号不失真的情况下希望静态值大一些为好。在输出波形不失真的情况下，选择仿真，分析，直流工作点分析，在各节点处添加测量探针进

4、行测量，如下图：从图中可以得到，Vbe=2.576VIeq=1.93mAIbq=11.7µAVceq=8.15V查表可知，小信号三极管（2N2222A）Vbe=0.75V则Vbe=(Rb2/(Rb1+Rb2))*Vcc=2.333VIeq=(Vbq-Vbe)/Re=1.92mAIbq=Ieq/(1+β)=12µAVceq=Vcc-Ieq*Re=8.08V1.失真分析：：失真分析用于分析电子电路中非线性失真和相位偏移，通常非线性失真会导致谐波失真，而相位偏移会导致互调失真。在基本电路中接入失真分析仪，如下图所示：把R3改小，对节点5进行失真度分析

5、，失真度前后如下图：由上图可知，该电路此时的失真度为0.005%，可认为没有产生失真。1.动态分析：电路的放大倍数，输入电阻，输出电阻在在输出波形不失真的情况下，可用示波器进行测量。如下图所示，取输出电压峰值较小的一组仿真测量数据，有Av=0.753在信号频率的中频段，给定一正弦波信号，在输出波形不失真的情况下，用示波器分被测量Vsp和Vip的数值，则Ri=R1∥Rb1∥Rb2=0.886KΩ在输出波形不失真的情况下，测得断开Rl时输出电压的值Vo和介入Rl时输出电压Vol的值，则Ro=R5∥R6=0.667KΩ由上图可以得出Àu=U0/Ui=

6、0.7531.参数扫描分析：用参数扫描分析的方法分析电路，可以较快的获得某个元件的参数在一定范围变化时对电路的影响。相当于该元件每次取不同值时进行多次仿真。在输出页中选择节点3作为分析变量，如下图：最后单击仿真按钮，参数扫描仿真结果如下图所示：1.频率响应：在基本电路图上加入波特图仪，如下图所示：按下Simulate按钮，可在显示图上获得被分析节点的频率特性波形。交流分析的结果，可以显示幅频特性和相频特性两个图。将波特图仪连至电路的输入端和被测节点，双击波特图仪，得到幅频特性和相频特性。如下图：由上图可知，共集电极放大器是理想的电压跟随器，在一

7、定范围内，电压放大倍数小于1而接近于1。共集电极放大器是反馈系数为1的电压串联负反馈放大器，是其上限频率高的原因。五.实验结论：综合以上实验数据，共集电路电压增益小于1而接近于1，即没有电压放大的作用，只有电流放大作用，属同相放大电路。输入电阻大，输出电阻小，频率特性较好，具有电压跟随的特点。利用其输入电阻高，从信号源吸取电流小的特点，常用于电压放大电路的输入级。利用其输出电阻小，带负载能力强的特点，又可以将它作为多级放大电路输出级。同时利用其输入电阻高，输出电阻小的特点，可以把它作为多级放大电路的中间级，以隔离前后级之间的相互影响，在电路中起

8、阻抗变换的作用，这时可称其为缓冲级。六.元器件列表：10mV1kHz交流电源1个12V直流电源1个示波器1个1kΩ电阻3个2kΩ电阻2个10kΩ电阻1