模电Multisim仿真Rb变化对Q点和电压放大倍数的影响

一、目的

       研究Rb变化对Q点和Au的影响。

二、方法描述

       仿真电路如下所示。晶体管采用FMMT5179其参数BF=133,RB=5Ω。

      (1)分別测量Rb=3MΩ和3.2MΩ时得UCEQAu。由于信号幅度很小,为1mV,输出电压不失真,故可从万用表直流电压(为平均值)挡读出静态管压降UCEQ。左边万用表显示Rb=3.2MΩ时的UCEQ,从示波器可读出输出电压的峰值。

      (2)输出电压峰值逐渐增大至20mV,观察输出电压波形的变化情况。

三、结果分析

      (1)Rb=3MΩ和3.2MΩ时的UCEQAu仿真结果如表所示:

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      (2)将信号源V1峰值逐渐增大到10mV时输出电压波形正,负半周幅值有明显差别。当V1峰值为20mV时,输出电压波形仿真结果如下图所示。正半周幅值为2.403V,负半周幅值为3.378V,波形明显失真。

      (3)结论:Rb增大时,ICQ减小,UCEQ增大,|Au|减小。

在图中所示电路中,若rbb'<<(1+β)UT/IEQ,则电压放大倍数ICQRL'

      表明Au几乎与晶体管无关,而仅与电路中电阻值和温度有关,且与ICQ成正比。因此,调节电阻Rb以改变ICQ,是改变阻容耦合共射放大电路电压放大倍数最有效的方法;而利用换管子以增大β的方法,对Au的影响是不明显的。

      根据图解分析,图示电路的最大不失真输出电压峰值UOMAX=ICQRL'3.3V。而当信号源V1峰值为20mV时,输出电压的正半周幅值(1.703V)仅约为负半周幅值(2.929V)的58%,波形明显失真;而此时,负半轴幅值还没有达到理论的最大不失真输出电压峰值3.3V。因此,可得到如下结论:

      ①  实际的最大不失真输出电压值小于理论分析值。产生这种误差的主要原因在于晶体管的输出,输入特性总是存在非线性,而理论分析是将晶体管特性化作了线性化处理。

      ②  对于实际电路,失真后的波形并不是顶部成平顶或底部成平顶,而是圆滑的曲线。测试放大电路时,可以通过输出电压波形正,负半周幅值是否相等来判断电路是否产生失真。

水清明月现,人淡智慧生。

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