共射放大器
一、实验目的
- 了解 Multisim 的各项功能，熟练掌握其使用方法，为后续课程打好基础。
- 使用 Multisim 仿真电路，测试如图所示的单管共射放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻，并观察静态工作点的变化对输出波形的影响。
- 加深对放大电路工作原理的理解，观察参数变化对输出波形的影响。
- 观察失真现象，了解其产生的原因。
二、实验原理图
三、实验内容
1.分析直流工作点
通过电路仿真对直流工作点进行分析，从而判断晶体管的工作状态。
使用“仿真”-“Analyses and simulation”工具中的“直流工作点”进行分析，得到分析的变量结果如下：
| Variable | Operating point value |
|---|---|
| V(3) | 2.95339 |
| V(4) | 2.33452 |
| V(5) | 9.10049 |
| V(3)-V(4) | 618.86461 |
| V(5)-V(4) | 6.76596 |
| I(Q1[IB]) | 6.21481 |
| I(Q1[IC]) | 966.50363 |
| I(Q1[IE]) | -972.71844 |
通过下列计算：
可以得出：晶体管此时工作于放大区。
2.测量输入电阻
使用“仿真”-“仪器”来在电路中加入万用表，使用“仿真”-“Analyses and simulation”工具中的“Interactive Simulation”进行分析，从而实现对输入端口的电流电压进行检测。检测输入电阻的电路图如下：
检测所得结果如下：
| 项目 | 值 |
|---|---|
| 3.794 |
|
| 1.209 |
通过下列计算：
可以得出，在输入频率为
3.测量输出电阻
将信号源置为0，将负载电阻以外接信号源替换，再使用万用表测量仿真时输出端电流。检测输出电阻的电路图如下：
检测所得结果为：
通过下列计算：
可以得出，在工作频率为
4.用测量仪测量幅频、相频特性曲线
将波特测试仪连入电路。测量幅频、相频特性曲线的电路如下：
选择“幅值”模式，并调整对应范围，所得结果如下图：
选择“相位”模式，并调整对应范围，所得结果如下图：
5.用交流分析功能测量幅频、相频特性曲线
使用“仿真”-“Analyses and Simulation”-“交流分析”功能，并设置参数如下图：
设置输出为
6.在5个频点用示波器测量输入与输出的关系、并观察放大倍数与相位差
将示波器连入电路，电路示意图如下：
(1)30Hz
(2)1kHz
(3)100kHz
(4)4MHz
(5)10MHz
数据汇总与处理计算
所用公式：
数据汇总与计算：
| 频率 |
最大输入电压 |
最大输出电压 |
相位差 |
放大倍数 |
|
|---|---|---|---|---|---|
| 30 | 4167 | 6.610 | 65.432 | 45.0036 | 19.91177471 |
| 1k | 531.25 | 5.366 | 245.214 | 191.25 | 33.19789187 |
| 100k | 5 | 5.400 | 262.247 | 180 | 33.72633538 |
| 4M | 0.125 | 1.595 | 75.062 | 180 | 33.45318889 |
| 100M | 0.007187 | 0.194 | 2.910 | 258.732 | 23.5395284 |
7.(选做)探究电路截止、饱和失真的原因
(1)截止失真
①现象
电路直流通路如下图：
电路交流通路如下图：
由电路图可得：
电路连接4通道示波器后的电路图如下：
示波器图像如下：
观察可发现，当电路发生截止失真的时候，输出端电压峰值处被压扁，放大倍数也随之减小。
②原因分析
直流工作点分析所得数据如下表：
| Variable | Operating point value |
|---|---|
| V(3) | 1.07821 |
| V(4) | 509.32506 m |
| V(5) | 11.36753 |
| V(3)-V(4) | |
| I(Q1[IB]) | 1.39653 u |
| I(Q1[IC]) | 210.82224 u |
| I(Q1[IE]) | -212.21878 u |
电路连接IV 分析仪的电路图如下：
IV分析仪所得数据如下图：
通过所得数据与图像可以得出：
四、实验总结和感悟
通过本次“共射放大器分析与设计”仿真实验，我系统地学习了