晶體管的特性研究仿真

1、 題目:晶體管的特性研究一、目的：(1)了解晶體管的特性(2)研究晶體管對(duì)直流量、交流量表現(xiàn)的不同特點(diǎn)。二、仿真電路:由理論可知，當(dāng)UBEUBE和IB=O時(shí)，電路處于截止?fàn)顟B(tài);當(dāng)UBEUon.UCE=UBE時(shí)，電路處于放大狀態(tài)；當(dāng)UBEUon.UCEUBE時(shí)，電路處于飽和狀態(tài)。用Multisim可以畫出電路圖，采用晶體管的型號(hào)是2N2222A電路圖1如下所示:三：仿真內(nèi)容:(I)在直流電流不同時(shí)，晶體管的不同工作狀態(tài)如何變化。(即U1為何值時(shí)從截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。Ui為何值時(shí)從放人狀態(tài)變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)。仿真結(jié)果:然后點(diǎn)擊仿真菜單中的DC傳輸特性，并設(shè)置參數(shù)，源為VI、起始值和終止值分別為0V和3

2、V,;輸出變量為IB、IC、VI、V2和V4,最后點(diǎn)擊仿真可以得到下圖2的DC傳輸特性：DC傳輸特性-也莊mTfmTTTTfrrrrT-rmTTT-rrrrrrr-rmTTT-rrrrrTT-rrrrrrT-rmTTTfTTrrrrQ93692彳8137936825533211099876654432.8j201.4GSO.Om50.0n)豐750.0m3-15325Lr00500Om1.015w1Voltage(V)20wnisD捫）詁心網(wǎng)Hv五、結(jié)論:由圖2可知，V2由12V逐漸降低，在12V是電路是在截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)V2下降時(shí)V4上升，這階段處于放大狀態(tài)；當(dāng)V2=V4時(shí)，電路處于放大狀態(tài)向飽

3、和狀態(tài)轉(zhuǎn)變，當(dāng)以后V2V4時(shí)電路處于飽和狀態(tài)。和理論的完全相同，可以看出上圖反應(yīng)的和理論的完全相同，組員姓名：楊曉麗、喬瑞萍、康云云。完成時(shí)間：2011、06、02題目：晶體管Q點(diǎn)的特性研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）了解晶體管Q點(diǎn)的的特性二、仿真電路：采用場(chǎng)效管型號(hào)為2N7000.全部元件勻采用虛擬元件。三：仿真內(nèi)容（1）：確定一組電路參數(shù)使電路的Q點(diǎn)合適。（2）如何消除輸出電壓波形截止失真或飽和失真。（3）:如何提高電路的電壓放大能力。仿真分析:（1）由上圖1可知A通道是測(cè)出輸出電壓，B通道測(cè)的是輸入信號(hào)的電壓值，由下圖2可以抽出電壓放大了圖2（2）當(dāng)Q點(diǎn)過(guò)低時(shí)，Ube小于開啟電壓Uon,晶體管截

4、止，輸出波形頂部失真，晶體管截止而產(chǎn)生的失真稱為截止失真，如下圖3、圖4所示：萬(wàn)用表-XMM1：2.：3*5I：7：31C1T：10pF：0：tVrm$1000Hz02忖7000R52kQR?1MQ綢阪；XMMl：+-frt:TPw.XMM2.萬(wàn)用志-XIVM2圖4只有提高Q點(diǎn)是才可以消除這種失真，即可以增大Vbb或是降低Rb的阻值，這樣可以提高Q點(diǎn)，使輸出波形正常，且具有放大功能,如下圖5所示：圖5當(dāng)Q點(diǎn)過(guò)高時(shí)，Ube大于開啟電壓Uon,UBE大于Uce,晶體管飽和，輸出波形底部失真，晶體管截止而產(chǎn)生的失真稱為飽和失真，如下圖6所示：圖6只有降低Q點(diǎn)是才可以消除這種失真，即可以增大Rb的阻值

5、、降低Rc的阻值，這樣可以降低Q點(diǎn),使輸出波形正常，且具有放大功能，如下圖7、圖8所示：萬(wàn)用丟-XMM12208VA|VQ|dB|0.1Vrin5L100()Hz*roR止沁:;C1;(設(shè)S11:;IQpF;VDD2N7000示浪器_XSC1T1T2日寸同13.013ms18.013ms通進(jìn)_a37S.&GmV-375.666mVll.3G2.mV11.362mV貶向T2-T10.000s0.000V0.000V保存u.十.Fxr.1nrjriFr通請(qǐng)A謹(jǐn)諂R比例1ms/Div比例1V/Div比例1V/Divifa沿國(guó)匡IK）夕卜部0Y位蠱OY位貴0電平oVNE力口載|d/aa/bAcrono

6、c)(acIToDC-1類型正弓玄標(biāo)淮自動(dòng)f無(wú)】圖8（3）要想提高電路的放大能力可以適當(dāng)?shù)奶岣唠娐分械腝點(diǎn)，Rb越小，Q點(diǎn)俞高，Q點(diǎn)附近的曲線愈陡，就意味著放大倍數(shù)增大，還可以提高Re的數(shù)值，也可以達(dá)到同樣的效果五：結(jié)論場(chǎng)效應(yīng)管和晶體三極管的特性很相似，（1）當(dāng)UBEUBE和IB=O時(shí)，電路處于截止?fàn)顟B(tài)；（2）當(dāng)UBEUonUCE=UBE時(shí)，電路處于放大狀態(tài)；（3）當(dāng)UBEUon、UCERc2:9.5kOQ1Q2V12忖2221AKO；MVrmsMkHz;產(chǎn)0。；:100Q:Key=A.5kfT:-2M2222A-VEE：6V圖7由下圖8可知不同的放大倍數(shù)的晶體管可以得到不同的輸出電壓值:不、

7、皮器-XSC1ass-T1T1T2T2-1JVJS間m3O時(shí)191900通直A491.402nV-491.402nV0.000V通道_B60.844nV60.844nV0.000V反向Ext.Trigger時(shí)間軸比例500us/DivX位羞o回血H函|ZEl通道A通道B比例1uV/Div比例1uV/DivYf立畫08Y位蠱0.4函回巨畫叵|圉口邊沿ESBEdFS電平類型廚芮.圖8五：仿真結(jié)論（1）當(dāng)改變Rc2改變Rc的值時(shí)會(huì)影響到輸出電壓，當(dāng)Rc的值減小時(shí)輸出電壓會(huì)增大（2）Rw不在中點(diǎn)時(shí)當(dāng)Rw在哪邊多時(shí)，哪邊的電壓會(huì)比較?。?）當(dāng)釆用兩個(gè)不同放大倍數(shù)的晶體管時(shí)不同的放大倍數(shù)的晶體管可以得到不

8、同的輸出電壓值，放大倍數(shù)相差越大，輸出的電壓就越大。組員姓名：楊曉麗、喬瑞萍、康云云。完成時(shí)間：2011、06、6圖5 #圖5 圖2 題目：研究電路的頻率響應(yīng)目的研究耦合電容對(duì)電路頻率響應(yīng)的影響。二：仿真電路三：仿真內(nèi)容1：測(cè)試C1與C2所確定的下限頻率與頻率響應(yīng)2：不同的C1與C2的取值對(duì)低頻特性的影響3：放大管的集電極靜態(tài)電流對(duì)上限頻率的影響四:仿真分析(1)由波特圖中的幅度值可以看出:當(dāng)cl=c2=10uf時(shí)下限頻率為f=2.984HZ,而最大幅值對(duì)數(shù)由下圖2可以看出是-4.485dB而下限頻率是在最大幅值對(duì)數(shù)分貝數(shù)下降3個(gè)分貝處，即如下圖3所示;圖3(2)當(dāng)cl=c2=10uf時(shí)的幅頻

9、特性如下圖4所示:圖4當(dāng)cl=c2=10uf時(shí)的相頻特性如下圖5所示圖11 當(dāng)增大cl的值時(shí),即cl=lOOuf,如下圖6所示:圖6而這時(shí)的幅頻特性如下圖7所示，此時(shí)的下限頻率fi=1.644H乙和圖3的fi=2.984HZ相比可知fi有所下降。圖7當(dāng)再增大cl的值時(shí),即cl=lOOOuf,如下圖8所示:/：|.：:iR2I：$5X0C2Rs尹og1.：0kQ：WRb62a.0kGJRc5.0kQ：G1IIlO.OpFC1IIjell；C2-II-:lO.OpFlO.OpFzrK321-XBP1-XBPl二tVpK:/1kHz/小.：0LROUTOUT*5圖15圖16當(dāng)電流增大到下圖所示的電流

10、時(shí)上限頻率所下圖所示:萬(wàn)用表-XMM1、EEEB1羔1設(shè)養(yǎng)-1圖17通過(guò)兩圖對(duì)比可知：當(dāng)集電極電流增大時(shí)上限頻率減小了。五：結(jié)論：增大cl、c2的值時(shí)。而它們的下限頻率都會(huì)在一定程度上有所增大，當(dāng)達(dá)到一定的值時(shí)，再增加cl、c2的值時(shí)，下限頻率就不會(huì)有所變化了。由圖15和圖18對(duì)比可以看出當(dāng)增大Re的阻值時(shí)，集電極的電流IcQ會(huì)減小，而使上限頻率fH增大，說(shuō)明增益與帶寬的矛盾關(guān)系，另一方面說(shuō)明發(fā)射結(jié)等效電容與Q為的設(shè)置將影響上限頻率。組員姓名：楊曉麗、喬瑞萍、康云云。完成時(shí)間：2011、06、11題目：交流負(fù)反饋對(duì)放大倍數(shù)的影響一：目的研究負(fù)反饋對(duì)放大電路電壓放大倍數(shù)穩(wěn)定性的影響仿真電路采用虛擬集成運(yùn)放仿真電路圖如下（下圖所示為簡(jiǎn)易測(cè)集成運(yùn)放開環(huán)差模增舉益的電路，因集成運(yùn)放的上限頻率很低,三：仿真內(nèi)容（1）分析電路中的反饋，說(shuō)明測(cè)量原理，求出開環(huán)差模放大倍數(shù)的表達(dá)式。（2）測(cè)試不同型號(hào)集成運(yùn)放的開環(huán)差模增益。!1!仿真分析（一）當(dāng)電路處于開環(huán)狀態(tài)下，測(cè)出輸出電壓的峰值如下圖（1）所示為1.368V圖1(二)當(dāng)電路處于開環(huán)狀態(tài)下，測(cè)出輸入電壓的峰值如下圖2所示為141.421UV圖2通過(guò)它們的比值就可以得出放大倍數(shù)的表達(dá)式：Au=Uop/Uip=-l.368/(142