模拟电子电路multisim仿真.docx

仿真1.1.1 共射极基本放大电路按图7.1-1搭建共射极基本放大电路，选择电路菜单电路图选项(Circuit/Schematic Option )中的显示/隐藏(Show/Hide)按钮，设置并显示元件的标号与数值等C2/C110uFR1/R1 > R2/R2500 kOhn> 2 kOhr^1>C2 1_ 10 uF1. 静态工作点分析选择分析菜单中的直流工作点分析选项(Analysis/DC OperatingPoint)(当然，也可 以使用仪器库中的数字多用表直接测量)分析结果表明晶体管QI工作在放大状态2 .动态分析用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号Vi(幅值为5mV,频率为10kH),用示波 器观察到输入，输出波形由波形图可观察到电路的输入，输出电压信号反相位关系再一 种直接测量电压放大倍数的简便方法是用仪器库中的数字多用表直接测得3 .参数扫描分析在图7.1 — 1所示的共射极基本放大电路中，偏置电阻R1的阻值大小直接决定了静 态电流IC的大小，保持输入信号不变，改变R1的阻值，可以观察到输出电压波形的失真 情况选择分析菜单中的参数扫描选项(Analysis/Parameter Sweep Analysis),在参数扫 描设置对话框中将扫描元件设为R1,参数为电阻，扫描起始值为10 0K,终值为9 0 0 K,扫描方式为线性，步长增量为4 0 0 K，输出节点5,扫描用于暂态分析。

4.频率响应分析选择分析菜单中的交流频率分析项(Analysis/AC Frequency Analysis)在交流频率分 析参数设置对话框中设定：扫描起始频率为1 Hz，终止频率为1 GHz,扫描形式为十进制， 纵向刻度为线性，节点5做输出节点由图分析可得：当共射极基本放大电路输入信号电压VI为幅值5mV的变频电压时， 电路输出中频电压幅值约为0. 5V,中频电压放大倍数约为一10 0倍，下限频率(X1) 为1 4.2 2 Hz,上限频率(X2)为2 5. 12 MHz，放大器的通频带约为2 5 . 12 MHz由理论分析可得，上述共射极基本放大电路的输入电阻由晶体管的输入电阻rbe限定， 输出电阻由集电极电阻R3限定1.1.2 共集电极基本放大电路(射极输出器)图7.1—7为一共集电极基本放大电路，用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号VI （幅值为1V,频率为10 kHz ）采用与共射极基本放大电路相同的分析方法获得电路 的静态工作点分析结果用示波器测得电路的输出，输入电压波形，选用交流频率分析项分析 出 电 路 的 频 率 响 应 曲 线 及 相 关 参 数???—+ 口 口由图所示共集电极基本放大电路的频率响应曲线可求得：电路的上限频率（X2）为 4.50 GHz，下限频率（XI）为2.73Hz，通频带约为4 .50 GHz。

1・1・3 共基极基本放大电路图7.1 — 11为一共基极基本放大电路，用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输 入信号Vi（幅值为5mV,频率为10kHz），采用与共射极基本放大电路相同的分析方法获得电 路的静态工作点分析结果用示波器测得电路的输出，输入电压波形，选用交流频率分析项 分析出电路的频率响应曲线及相关参数C1/3150 jF\ +R1/R233 k OhmQ1/G1JO匸IOR2/R11 kOhmR3/R； + _1 1 k Oli n --C3/C250 uFR5.R52 kOhmVCC/V1由图所示共基极基本放大电路的频率响应曲线可求得：电路的上限频率（X2）为27.94MHz，下限频率（X1）为261.01Hz，通频带约为2 7.9 4 MHz1.2 场效应管基本放大电路1.2.1 共源极放大电路討门C5I '厂Cl 1rF T卜E3C410 jFR2100 knAAVR1100 kfiR共源极放大电路如图7.2-1所示，Q1选用三端式增强型N沟道绝缘栅场效应管按图 7.2-1在EWB主界面搭建电路后，双击Q1,出现三端式增强型N-MOSFET参数设置对话框， 选模型(Model)项，将库元件设置为默认(default)，理想(ideal)模式，然后点击对 话框右侧编辑(Edit)按钮，在Sheet 1中将跨导系数(Transconductance coefficient (KP)) 设置为 0.001A/V。

分析共源极放大电路可参照7.1节中共射极放大电路的分析过程进行，可根据图7.2-1 电路参数和共源极放大器的电压放大倍数表达式求得AV的理论计算值，然后与仿真实测值 进行比较1.2.2 共漏极放大电路共漏极放大电路如图7.2-2所示，按图在EWB主界面搭建电路后，选Q1为理想三端 式增强型N沟道绝缘栅场效应管，并将跨导值设置为0.001A/V电路仿真分析过程可参见7.1 节中共集电极放大电路的分析过程进行可根据图7.2-2电路参数和共源极放大器的电压放大倍数表达式求得A的理论计算值, 然后与仿真实测值进行比较1.2.3 共栅极放大电路R1i aa mUFd_ o.2R5ID Mr—Vdd20 V共栅极放大电路如图 7.2-3 所示，按图在 EWB 主界面搭建电路后，选 Q1 为理想三端 式增强型N沟道绝缘栅场效应管，并将跨导值设置为0.001A/V电路仿真分析过程可参见 7.1 节中共基极放大电路的分析过程进行可根据图7.2-2电路参数和共源极放大器的电压放大倍数表达式求得A的理论计算值， 然后与仿真实测值进行比较1.3 场效应管与晶体管组合放大电路场效应管具有输入阻抗高，噪声小等显著特点，但放大能力较弱（小），而半导体三极 管具有较强的放大能力（高）和负载能力。

若将场效应管与半导体三极管组合使用，就可大 大提高和改善放大电路的某些性能指标，扩展场效应管的应用围R?20 kQR4200 hQ1VSV20 uF—代c -I- 20 Vmb■

以下仅对晶体管构成的射极耦合差放和在图7.4-1所示差放电路中，晶体管Q1和Q2的发射极通过开关S1与射极电阻R3和Q3 构成的恒流源有选择的连接（通过敲击” K”键，选择连接点9或11）,完成射极耦合差放和恒 流源差放两种电路的转换.1.4.1 射极耦合差放仿真分析按图7.4-1搭建电路，选择晶体管Q1，Q2和Q3均为2N2222A，电流放大系数为200 将开关S1和R3相连，构成射极偶合差放电路1. 静态分析选择分析菜单中的直流工作点分析项，获得电路静态分析结果2. 动态分析1） 理论分析2） 差模输入仿真测试分析用示波器测量差模电压放大倍数，观察波形相位关系按单端输入方式（见图7.4-1）用仪器库的函数信号发生器为电路提供正 弦输入信号（Vi的幅值为10mV,频率为1kHz）用示波器测得电路的两输出端输 出电压波形 差模输入频率响应分析选择分析菜单中的交流频率分析项（Analysis/AC Frequency Analysis）），在交流频率分析参数设置对话框中设定：扫描起始频率为1Hz,中指频率为10GHz，扫描形式为十进制...UIi b1Li i ・: J410 X1E3E3C3五£ IM2 < R c ■ViU1-K<

Co 差模输入传递函数分析从EWB信号源库 中选择直流电压源（并将其设置为0.001V）,替代仪器库中的函数发生器，做差放电路的输 入信号源，以满足进行传递函数分析时对输入源的要求射极耦合电路进行差模输入传递函 数分析时的电路连接方式如图7.4-5所示分析方法同上Do 共模输入仿真分析按 共模输入方式（见图7.4-8）用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号用示波器测 得电路的两输出端输出电压波形1.4.2 恒流源差放仿真分析R13 IQ W'l-小^\[SpacB|13 kR Oi• LI差放电路引入恒流源替代射极偏置电阻，对差动放大倍数没有影响，主要是为了 进一步降低共模放大倍数，提高共模抑制比因此，这里仅对恒流源差放的共模放大 倍数进行仿真分析对EWB主界面所建图7.4-1所示电路，通过敲击“K”键，将Q1 与Q2的射极通过开关S与节点11连接，使其成为恒流源差放电路调整R6电阻，使 恒流源差放的静态电流与射极耦合差放电路性同，便于两者进行比较调整函数发生 器，使输入正弦波 VI 的幅值为 100，频率为 1，输入信号以共模方式接入示波器接 输入电压，接输出电压最终完成的恒流源差放电路共模放大倍数测试电路如图7.4-10 所示。

分析方法同上可见引入恒流源后，差放电路的共模放大倍数大大降低，共模抑制比大大提高，加 强了抑制零点漂移的能力1.5 集成运算放大器运算放大器的类型很多，电路也不尽相同，但在电路结构上有共同之处一般可分 为三部分，即差动输入级，电压放大中间级和输出级输入级一般是有晶体管或场效应管组成的差动式放大电路，利用差放电路的对称性 可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能，它的两个输入端构成整个电路的反相 输入端和同相输入端电压放大级主要作用是提高电压放大倍数，它可由一级或多级放大 电路组成输出级一般由射极跟随器或互补射极跟随器组成，主要作用是提高输出功率103图7.5-1是在EWB主界面搭建的一个简单的集成运算放大器，Q1, Q2组成差动式放大器， 信号由双端输入，单端输出Q3, Q4组成复合管共射极放大电路，以提高整个电路的电 压放大倍数输出极由Q5, Q6组成的两极射极跟随器构成，不仅可以提高带负载能力， 而且与R5配合，可使直流电位步步降低，实现输入信号电压Vi为零时，输出电压Vo=0 输入端Vi-运放的反相输入端，Vi+是同相输入端集成运放的仿真分析：1. 静态分析令输入信号电压为零(两输入端接地)，选择分析菜单中的直流工作点分析项 (Analysis/DC Opera ting Poin t),分析结果后，观察输出端Vo (节点19)直流 电位是否为零？若不为零。