(模电笔记一 By Multisim)单管共射放大电路
一.了解一下所用元器件
1.双击三极管,点击 Value ,点击 Edit model.
2.你可以看到 理想最大放大倍数(BF) 等元件属性, 点击可以对其进行修改, 在此不做修改.
二.构建原理图:
- 电压表 : XMM3,XMM8,XMM2
- 电流表 : XMM1,XMM4
- 双踪示波器 : XSC1
三.了解一下核心关系以及相关名词:
I B Q = V C C − U B E Q R b I_{BQ}=\frac {VCC - U_{BEQ}}{R_b} IBQ=RbVCC−UBEQ
I C Q = β I B Q I_{CQ}= \beta I_{BQ} ICQ=βIBQ
U B E Q = V C C − I C Q R c U_{BEQ}= VCC - I_{CQ} R_c UBEQ=VCC−ICQRc
- I B Q I_{BQ} IBQ : 基极电流
- I C Q I_{CQ} ICQ : 集电极电流
- U B E Q U_{BEQ} UBEQ :三极管 B E 两级电压差
- 10mVrms : 有效电压 10mV
四.失真分析
1.饱和失真
- 1.当 Rb = 280kΩ 时(红线初始波形—通道A,黄线放大波形—通道B),放大波形产生了底部失真(饱和失真),那么怎么调整才能不失真呢?
- 2.放大电压的失真与基极电压过大有关,观察 XMM3 XMM8 ,AC 电压源有效电压为 9.986 mV,三极管基极有效电压却增长到了 777.837 mV.
- 3.这里的电压提升 与"上拉电阻" Rb 脱不了干系.也就是说需要增大 Rb 的阻值以减小输入基极的电流(电压).
2.放大区
- 4.将 Rb 的阻值从 280kΩ 增大到到 350K Ω,观察波形,可以看到失真消失.
2.截止失真
- 5.将 Rb 的阻值 增大到到 1MΩ
- 观察 XSC1 波形,(红线初始波形—通道A,黄线放大波形—通道B), 虽然输出有放大波形, 但是幅值极小,近乎没有, 这个波形来源可能来自三极管的寄生电容.
- 仔细观察还可以发现, 输出波形只是滞后于输入波形,并没有反向.
- 观察 XMM8 电压表显示为 11.981 V接近电源电压, 这是因为当 三极管处于截至状态时, 基极与发射极之间形同开路, 但是为什么如此大的电压没有令三极管导通(处于放大状态或者饱和状态) ???
- 因为 虽然电压很大,但是没有足够的电流 : 交流电压源电流不够, “上拉电阻” 阻值过大.
五.总览
1.数值概览
- 1.当电路属性如下所示,三极管处于放大区时, 各个测量点数值如下:
2.增益 与 频率特性
1. 加入 波特图仪
2. 通过幅频特性表 得到 增益数值 = 41.784 dB(当输入频率为 1 KHz)
3. 通过相频特性表 得到 迟滞角度 = -179.794 Deg(当输入频率为 1 KHz)
3. 通过增益 ( K u ) (K_u) (Ku) 计算放大倍数 u o u i \frac{u_o}{u_i} uiuo
当然你也可以通过示波器显示的数值直接计算.u o = 1.620 V u i = 13.928 m V u_o =1.620V u_i =13.928mV uo=1.620Vui=13.928mV计算可得 放大倍数 : u o u i = 116.312 \frac{u_o}{u_i} =116.312 uiuo=116.312
电压增益 : K u ( d B ) = 20 l g u o u i K_u(dB)= 20lg\frac{u_o}{u_i} Ku(dB)=20lguiuo
放大倍数 : u o u i = 1 0 K u ( d B ) 20 = 1 0 41.784 20 = 122.8 \frac{u_o}{u_i}=10^{ \frac{K_u(dB)}{20}} = 10^{ \frac{41.784}{20}} = 122.8 uiuo=1020Ku(dB)=102041.784=122.8
可见与上述方法计算出来的 结果虽然有一些差距但在可接受范围内.
六.声明 : 个人见解,仅供参考.
如果对 增益 相频特性 幅频特性 与 频率特性 还有疑惑可以移步:
(模电笔记三)增益之电压增益,功率增益和放大倍数
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