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1、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项目共射放大电路的特性分析与仿真实验时间实验台号预习成绩报告成绩一、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z。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6=100,、,=80。输入正弦信号，f=1kH(1) 调节RB使IcQ1mA，求此时输出电压u
2、0的动态范围。(2) 调节Rb使ICQ2.5mA，求此时输出电压u。的动态范围。(3)为使u0的动态范围最大，Icq应为多少mA?此时Rb为何值？y(+籍T)Rb 4kQ d LIT+Q , 2。仃 IF冶剧Vo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:6=100，rbb-=80O, Cb，c=L25pF，fT=400MHZ，严。调解偏置电压 Vbb 使 mA。(1) 计算电路的上限截止频率fH和增益-带宽积G- BW。(2) 将rbb，改为200Q，其它参数不变，重复(1)中的 计算。(3) 将
3、Rs改为1KQ，其它参数不变，重复(1)的计算。(4) 将C：,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
4、骤ACEAMP 1C11220URB24RMOD 1*RB24450K；IC=2.5MA*RB24562.5K；IC=2MA*RB241.128MEG；IC=1MARC344KQ1320 MQVI10AC 1 SIN(080M 1K)C23520URL504KVCC4012.MODELMQNPN IS=1E-15BF=100RB=80.MODELRMOD RES(R=600K).OP【例1】参考的输入网单文件如下：E HC1 o-+%4k(l囱Io +吃c Ul ( + 12V)TH4I 2oJtF 0C2 20“F* J 4kn h.DC RES RMOD(R) 200K 1.5MEG 10
5、K.TRAN 1E-5 3E-2 2E-3 1E-5.PROBE.END注：电阻扫描需定义语句RB 24 RMOD 1.MODEL RMOD RES (R=600K).DC RES RMOD (R)200K 1.5MEG 10K图1-3 集电极电流IC与电阻RB的关系曲线寸，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 0 RB分别约为1.128MQ和450KQ。2、运行.TRAN语句，可获得：EQ，幅，（1）Rb=1.128MQ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 （从输出文件中可
6、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 即为截止失真，可测出其动态范围峰值约为2V。（2）当Rb=450KQ，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V约为1.99V）。为使u的动态范围最大，应使I R XV -VCE ，即2 I X12-4I (I 2mA)。由图 0CQ LCEQ(Sat)CQCQ CQ1-3可测出RBX562.5KQ。输出波形如图1-6所示，可见，动态范围峰值近于4V。图1-4 ICQ=1mA的输出电压波形图1-5 ICQ=2.5mA的
7、输出电压波形【例2】参考的输入网单文件如下:ACEAMP 3VS10AC 1RS12200C12310URB3420KVBB400.92Q1530 MQRC652KVCC6 012.MODELMQNPN IS=1E-15图1-6 ICQ=2mA的输出电压波形+RB=80 CJC=1.25P TF=3.7E-10 BF=100.OP.DC VBB 020.01.AC DEC 10 1k 100MEG.PROBE.END1、用直流扫描功能对电压源VBB实行扫描，I cq- VBB曲线如图1-7所示。可以测出，当Vbb=0.92V ICQ=1mA (由输出文件电路静态工作点，可以确定出VBB的精确值
8、)。2、运行.AC语句可得到：4,(1)电压增益Avs的幅频特性曲线如图1-8中以符号口标示的曲线所示，可测出中频增益Avs70.fH6.21MHZ，因而 G- BW440.3MHZ。(2) 将rbb，由80Q增加到200Q，其它参数不变，其Avs的幅频特性曲线如图1-8中的符号标 的曲线所示。(3) 将Rs由200Q该为1KQ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Cb，c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 请读者分析以上结果说明什么问题。图1-7 ICQ与VBB的关系曲线C765iy.(S.SBl.llC,S3
9、.-5aA)N=_一一二_-一一!二二二法二.XV ootl.二艾：.X：X 二二二:图1-8 AVS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r或，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。
