阻容耦合共射放大电路交直流参数的研究

研究阻容耦合共射放大电路的交直流参数。

实验仿真元件及其对应名称见表6-2-1。

表6-2-1　实验仿真元件及其对应名称

半导体三极管又称晶体三极管或晶体管。在半导体锗或半导体硅的单晶上，制备两个能相互影响的PN结，组成一个PNP（或NPN）结构。中间的N区（或P区）称为基区，两边的区域称为发射区和集电区，这三部分各有一条电极引线，分别称为基极B、发射极E和集电极C。半导体三极管是能够起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。

半导体三极管实物如图6-2-1所示。

图6-2-1　半导体三极管实物

仿真电路所用的信号发生器所输出的电压信号的设置方法，仿真模拟电路时常用的虚拟示波器的使用方法，请阅读本章第一节半导体二极管特性的研究中有关内容。

研究晶体管的电压放大倍数的仿真电路如图6-2-2a、b所示，晶体管采用NPN型。

（a）研究晶体管电压放大倍数的仿真电路

（b）电路的输入-输出电压波形

（c）测试静态工作点的仿真电路

图6-2-2　阻容耦合共射放大电路交直流参数测试的仿真电路

首先，调节输入电压的大小，观察输出电压的波形，直至显示最大不失真波形。其次，测试静态工作点IB、IC、UCE、UBE的各个值，并计算晶体管的电压放大倍数。

（1）点击拾取元器件的按钮，单击按钮，产生元器件选择界面。在“Key-words”项目栏中输入所需的元件名或型号，然后双击选中的元器件。被选中的元器件将在“DEVICES”项目栏中显示。选中所要拖动的元器件，然后在主界面中的任意位置点击，则将元器件显示在主界面上。

（2）点击终端按钮，在对象选择器中列出各种终端，其中包含了GROUND（地）、POWER（直流稳压电源）在内的多个终端，选中并拖动至编辑窗口。把POWER（直流稳压电源）元件的“Style”（类型）属性中的“Global Style”（全局样式）设置为“COMPONENT VALUE”（元件值），之后把其“Label”（标注）属性中的“String”（字符名称）设置为＋20V。在使用POWER（直流稳压电源）时，必须标注电源的正负极性。

（3）点击虚拟仪器按钮，选择所需的仪表，如信号发生器、示波器、电压表、电流表等。

放置元器件后的界面如图6-2-3所示。

图6-2-3　放置元器件后的界面

（4）用导线将各个元器件及测量仪表按照图6-2-2a所示的仿真电路连接起来。注意，一定要点击连接，不能将两个元件的触点放在一起，此时电路仍是不通的。

（5）双击或右键单击元件，选择“Edit Properties”（编辑属性）选项，修改所需元件的参数。

（6）右键点击信号发生器，选择“VSM Signal Generator”（信号发生器），弹出信号调整对话框，调整输出电压的幅值和频率，幅值大小见表6-2-2中的输入电压峰-峰值Uipp，并将信号频率调整为1kHz。

（7）右键点击示波器，选择“Digital Oscilloscope”（数字示波器），弹出波形框，选择调整相应的挡值等。

（8）点击编辑界面左下角的仿真运行按钮，仿真电路开始运行。

（1）Ui＝10mV时的UBEQ、UCEQ、IBQ、ICQ和的仿真结果填入表6-2-2中，并与理论值比较。

表6-2-2　共射放大电路交直流参数测试的仿真数据

（2）通过测试最佳静态工作点，得到基极电流和集电极电流。因此，可以计算得到管子的电流放大倍数。

（1）在阻容耦合共射放大电路中，其中的耦合电容要选取极性电容。电容器图示中的直线为正极、弧线为负极。

（2）在输入低频小信号正弦波的过程中，要注意输出电压波形处于最大不能失真状态，这时的晶体管工作在最佳静态工作点。

（3）断开输入电路的正弦交流小信号，使晶体管工作在直流电源作用下，用直流电表测量最佳静态工作点，并计算得到晶体管的电流放大倍数。