基本放大電路的研究及仿真

馮清娟，高晶敏

（北京信息科技大學，北京，100101）

0 引言

“模擬電子技術(shù)”課程是電類相關(guān)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，學生能否很好的掌握這門課會直接影響后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的學習。而基本放大電路又是“模擬電子技術(shù)”課程中的一個重點和難點，涉及到微變等效電路、交流通路、直流通路等多個重要知識點。因此本文在對共發(fā)射極放大電路進行簡要介紹后，著重對其靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻等靜態(tài)、動態(tài)參數(shù)進行了研究，并利用Multisim仿真軟件進行仿真，使這些抽象的參數(shù)變得簡單明了。

1 靜態(tài)工作點的分析與仿真

靜態(tài)工作點分析也稱直流工作點分析，是在電路中電容開路、電感短路時，計算電路的直流工作點。在電路工作時，無論是大信號還是小信號，都必須給半導(dǎo)體器件以合適的偏置，以便使其工作在所需的放大區(qū)域，即處于正確的直流工作點。通過直流分析，了解電路的直流工作點后，才能進一步分析電路的動態(tài)參數(shù)。本文所研究的電阻分壓式共發(fā)射極基本放大電路圖如圖1所示。

圖1 共發(fā)射極放大電路原理圖

通過仿真可得靜態(tài)工作點測量值和計算值如表1所示。

表1 靜態(tài)工作點實驗數(shù)據(jù)

2 動態(tài)工作點的分析與仿真

電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻是衡量一個基本放大電路動態(tài)性能優(yōu)劣的主要指標，因此本文主要圍繞這三個參數(shù)進行研究。

2.1 電壓放大倍數(shù)的仿真

電壓放大倍數(shù)是衡量一個放大電路放大能力的重要指標，圖2是在multisim仿真軟件中繪制的基本放大電路圖。

圖2 multisim中基本放大電路仿真圖

通過觀測輸入輸出波形，可得電壓放大倍數(shù)的實驗數(shù)據(jù)如表2所示。可得該電路的電壓放大倍數(shù)為-5。

表2 電壓放大倍數(shù)實驗數(shù)據(jù)

2.2 輸入電阻的仿真

輸入電阻是衡量一個放大電路從信號源獲取能量多少的重要指標，輸入電阻越大,表明放大電路從信號源獲取的能量越多。本文中輸入電阻的計算采用圖3所示的方法。得到的實驗數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 輸入電阻實驗數(shù)據(jù)

圖3 輸入電阻的測量和計算

式中：uO為不串接RS時的輸出電壓，uOS為串接RS時的輸出電壓。

2.3 輸出電阻的仿真

輸出電阻是衡量一個放大電路帶載能力的重要指標，輸出電阻越大，電路的帶載能力越強，本文輸出電阻的計算采用圖4所示的方法。得到的實驗數(shù)據(jù)如表4所示。

圖4 輸出電阻的測量和計算

表4 輸出電阻實驗數(shù)據(jù)

式中：uO為帶負載RL時的輸出電壓，uO′為空載時的輸出電壓。

3 結(jié)語

本文對分壓式共發(fā)射極放大電路的靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻等動態(tài)參數(shù)進行了研究，并利用Multisim仿真軟件對這些參數(shù)進行了仿真測量。這種利用仿真軟件對基本放大電路進行分析的方法可以提高學生的工程實踐能力，更有利于學生的理解和掌握。