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《《高频电子线路实验》放大器的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、放大器的设计与实现by罗洁斯陈建一.如何运用multisim合理的设置静态工作点;在本实例中，所选择的Q点是为了提供最优的偏置条件。Q点要尽可能地偏向曲线图的右边以防止输入信号引起晶体管达到饱和状态，但也不能离左边太远以防止将输出电压钳位在15V（此为最大的电源电压VCC）。对于高频情况下没有发射极电阻的共发射极电路来说，直流负载线与Y轴相交在VCC/RC。在我们的实例中，我们将在实际的RGRE1和RE2值间分配这个理论RC值。请认真理解这段话表述的物理概念，如果把静态工作点设置的太靠右（接近截止区），仿真观察集电极和发射极的
2、输出波形；如果把静态工作点设置的太靠左（接近饱和区），用示波器观察集电极和发射极的输出的仿真波形；若把静态工作点设置的太靠右（接近截止区），再用示波器观察集电极和发射极的输出的仿真波形，然后总结出如何设置合适的静态工作点。1分压式偏置三极管单级放大电路我们以图1所示的分压式偏置三极管单级放大电路作为分析对象，分别进行静态分析和动态分析。静态分析将分析电路的直流工作情况，动态分析将分析电路对交流信号的放大情况。根据实验电路图，在Multisim界面下模拟连接电路，确定电路中的各元器件参数，使用Multisim虚拟仪器进行在线测量
3、。与理论分析一样，仿真分析时应遵循“先静态，后动态”的原则。首先获取电路的静态工作点数据，再输出电路的动态输出情况。这里将利用“直流工作点分析”功能读取静态工作点数据，利用虚拟仪器“示波器”观察三极管的输入/输出波形。1.1仿真分析的理论依据分析图1所示电路，可求得其静态工作点估算表达式:RB2RB+RB2xVCC(1)5_%RE+RE2(2)(3)Uceq—^cc—厶x(RE1+RE2+RC)由理论分析可知，当利用三极管单级放大电路对交流小信号进行放大时，如果为电路设置了合适的静态工作点Q,就能保证三极管在整个信号周期内
4、均工作在放大区，放大输出的信号就不会失真。若Q点偏右，避免进入饱和区三极管会在输入信号的正半周因集电极电位UC低于基极电位UB而饱和，集电极电流IC因此会出现顶部失真，而放大电路输出的信号则会出现底部失真great!o若Q点偏左，避免进入截止区，三极管会在输入信号的负半周因发射结电压UBE低于导通电压UON而截止，基极电流IB及集电极电流IC因此会出现底部失真，而放大电路输出的信号则会出现顶部失真。三极管在直流电源及外电路的共同作用下静态工作点是否合适，可由UBEQ,UCEQ的取值进行判断。(1)若UBEQ的取值为三极管2N4
5、401A的导通电压UON,约在0.6~0・7V之间，且丄UCEQ的取值接近于VCC的亍时，能保证三极管在整个信号周期均能工作在放大区，输入信号被放大一定倍数后在输出端不失真的输出，且输出与输入反向(*/*)。(1)若UBEQ的取值为三极管2N4401A的导通电压UON,但UCEQ的取值小于UBEQ时，三极管此时已经饱和，在输入信号的正半周会一直处于饱和状态，输出信号因此出现底部失真现象。学霸(2)若UBEQ的取值小于三极管2N4401A的导通电压UON,但UCEQ的取值接近于VCC时，三极管此时基本处于截止状态，在输入信号的
6、负半周会一直处于截止状态，输出信号因此出现顶部失真现象。1.2仿真分析在图1所示电路中选择节点电压U2(UB),U4(UC),U5(UE)作为“直流工作点分析”的三个电路变量，据此计算UBEQ,UCEQ的值，并判断晶体管此时的工作状态。图2实际输入电路用IV-分析仪测得三极管2N4401参数如下图所示:XIV1获得静态工作点数据后，为使实验电路产生幅值低于10n)V的交流小信号,通过电阻R1,R2为电路输入频率为1kllz、幅值为500mV的正弦信号ui,此时三极管上真正的输入信号应为电阻R2两端获得的动态小信号uR2,小于1
7、0mV。三极管的动态输出信号为负载RL两端的输出电压uRL，用双踪示波器显示实时的输入信号uR2及输出信号uRL的波形，验证上述分析的结果。为更好的观察RB1与RB2的分压情况，我们在这里加入了一个可调电阻RP,最终版电路图如下:15V10uF图3最终版电路图由式(1)~式(3)可知，可调电位器Rp的取值将影响各静态工作点的取值，仿真过程中通过修改电路元件Rp的参数改变基极电阻，观察各项静态工作点数据及输出波形因此产生的变化。2.2.1合适的静态工作点当Rp二51kQ时得到如图4(al)所示的直流工作点数据，可得三极管三个极此
8、时的电位：直流工作点IV(4)10.927H2V(5)4.094243V(2)4.792644(al)直流工作点UB二U2~4.79V,UC二U4~10.92V,UE二U5~4.09V由此计算得静态工作点数据：UBEQ~0.7V,UCEQ"6V可见，UBEQ>UON,UCEQ
