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1、单管共射放大电路的仿真 第一章 本文的主要工作本文主要是对单管共射放大电路的仿真情况进行介绍，包含直流静态工作点分析（bias point），直流特性扫描分析（DC sweep），交流小信号频率分析（AC sweep），瞬态特性分析（Transient Analysis），参数扫描分析（Parametric Analysis）五种仿真进行分析与比较。第二章 仿真电路图介绍及简单理论分析电路图：电路图介绍及分析：上图为电阻分压式共射极单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用RB1和RB2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻RE，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号ui后，在放大
2、器的输出端便可得到一个与ui相位相反，幅值被放大了的输出信号uo，从而实现了电大的放大。元件的取值如图所示。三极管放大倍数=150，rbb=300。第三章 五种仿真1. 直流静态工作点分析（bias point）参数设置：仿真结果：电压：电流：理论分析：取VBQ=3.7v，VEQ=VBQ-VBEQ=3vICQ=1.5mA，IEQICQVCQ=Vcc-ICQ*RC=7.5vIBQ=ICQ/=0.01mA仿真分析：VBQ=3.655vVEQ=3vICQ=1.491mAIEQ=1.5mAVCQ=7.528vIBQ=9.681uA由以上结果可知，理论分析的值与仿真分析的值相对误差较小，引起误差的主要原
3、因是在理论分析时，VBE取0.7v，而在实际电路中，由管的材料性质本身决定的VBE不到0.7v。另外，三极管的放大倍数也不是理想的150，有一定的误差。2. 直流特性扫描分析（DC sweep）参数设置：仿真结果：VBQ=RB2/(RB1+RB2)*Vcc，VBQ应与Vcc成线性关系，所以仿真结果与理论分析很符合。3. 交流小信号频率分析（AC sweep）参数设置：幅频响应曲线：通频带为13.122MHz，增益为67.014输入电阻的频率响应曲线：信号1KHz时，输入电阻为2.8328K改变电路图：输出电阻的频响曲线：信号1KHz时，输出电阻为2.8374K理论分析：IBQ=0.01mArb
4、e=VT/IBQ=2.6Krbe= rbe+ rbb=2.9 KRB=34.12 KRi=RBrbe=2.67 KRo=Rc=3 KAu=-62在测量电压放大倍数时，Au=-RL/rbe,根据此公式计算出来的理论值与实际值误差不是很多。引起误差的原因之一是实际器件的和rbe与理想值150和300有出入。在测量输入输出阻抗时，输出阻抗的误差较小，而输入阻抗的误差有些大，根据公式Ri=RB/ rbe，理论值与实际值相差较大应该与和rbe实际值有很大关系。4.瞬态特性分析（Transient Analysis）参数设置：仿真结果：绿色的为输入电压，红色的为输出电压输入电压最大值Vimax=5mv，输
5、出电压最大值Vomax=349.314mv增益|Au|=Vomax/Vimax=69.863,大于理论值。造成误差的原因是，实际上输出的最大值是不相等的，因而求出的最大值可能会偏大，造成求出的增益偏大。加大输入电压峰值时，可以看到明显的输出波形失真5.参数扫描分析（Parametric Analysis）设定RL为全局参数参数设置：仿真结果：RL变大，VO变大。输出电压变大，电压增益会变大。理论分析，Au=-RL/ rbe+(+1)RE1，RL=RLRC，RL变大，RL变大，增益会变大，输出电压会随着负载电阻的增大而增大。第四章 结论通过以上实验可知，仿真所得值与理论计算基本一致。偏置电路采用
6、RB1和RB2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻RE，以稳定放大器的静态工作点。放大器在线性工作范围内，可以将信号不失真地放大，超过这个线性范围后，其输出信号将产生非线性失真。要得到不失真的放大效果，必须设置合适的静态工作点。基极的电压是与直流工作电压成线性关系，VBQ=RB2/(RB1+RB2)*Vcc，即VBQ应与Vcc成线性关系。在电压频率特性曲线中，可以得到电路的通频带。通频带的宽度表明放大电路对不同频率信号的放大能力。改变静态工作点，我们可以看到有波形出现失真。静态工作点偏低，出现截止失真；静态工作点偏高，出现饱和失真。在瞬态波形上，可以读出输入和输出电压的峰值，从而求出增益Au。同时发现，输入输出电压相位相反。设定RL为全局参数后，RL变大，VO变大。输出电压变大，电压增益会变大。即随着负载的增大，输出电压和增益都会增大。通过以上的仿真结果及分析，我们发现仿真结果和理论结果大体是一致的。所以仿真是成功的。