参考资料--实验二晶体管特性分析与研究.docVIP

实验晶体三极管特性分析和实验目的： 1．熟悉仿真软件Multisim的使用，掌握基于软件的电路设计和仿真分析方法； 2．熟悉仿真软件Multisim的直流工作点分析、交流分析、温度扫描和参数扫描分析方法； 3．熟悉实验平台，掌握基本功能的使用方法； 4．通过软件仿真，了解晶体三极管输入特性和输出特性； 5．通过软件仿真和硬件实验验证，观测晶体三极管放大电路输出波形与静态工作点的关系，加深对截止失真和饱和失真的通过软件仿真和硬件实验验证，掌握晶体三极管静态工作点分析和设计方法；7、信号源内阻对放大器性能的影响。实验预习： 图21所示电路，双极型晶体管2N3904的β≈，VBE(on)=0.7V。计算的各极电流电压和Av。填入表2.1计算栏。图2.1 晶体三极管静态工作点分析电路 表2.1 晶体三极管2N3904静态工作点(R2=20K?)μA) NULL 集电极电流IC(mA) 集电极电压(V) 发射极电压(V) 工作区域 电压增益Av 三、实验设备 便携式虚拟仿真实验平台（PocketLab、元器件）、+5V直流稳压电源、数字万用表、信号发生器DF1642C、交流毫伏表DF2710B、双踪数字示波器CS-4125A。 四、实验内容： 一 仿真实验 ．Multisim中进行仿真分析，得到晶体管的输出伏安特性。 图.2 二极管伏安特性实验电路 (a) IV分析仪与极管的连接；(b) 用IV分析仪测得的极管伏安特性曲线 二极管选取型号N3904，用IV分析仪对的伏安特性进行测量。 仿真设置：根据图.2（b）所示，设置电压扫描范围和电流范围，极管两端电压范围为~6V， mV，I_b电流范围为μA~10 μA，共10步，如图2.3所示。然后运行Run，可得图2.2（b）。点击鼠标右键，弹出菜单，选择select trace ID，弹出如图2.4所示下拉菜单，选择所要的I_b，然后移动测量线，便可读出V_ce值和I_c值，填入表2.2中。根据测得值计算电流放大倍数，填入表中。 图2.3 模拟参数设置 图2.4 select trace ID界面 表2.2 不同基极电流下的集电极电流和放大倍数 I_b值 I_c值 βo值 β值 1μA 2μA 3μA 4μA 5μA 6μA 7μA 8μA 9μA 2. 根据图2.1所示电路，在Multisim中搭建晶体三极管2N3904的直流偏置电路。 仿真设置：Simulate → Analyses → DC Operating Point…，在弹出窗口中（如图2.）选择需要列出的静态工作各节点电压和各支路电流，然后点击Simulation，进行直流工作点分析。在弹出的直流工作点窗口2.6)的菜单中选取Export to Excel，可将输出结果转入到EXCEL中，并填入表2.1中的仿真栏。Run，直接读取XMM1、XMM2、XMM3显示的数值，可知基极、集电极和发射极的电压。 图2. 选取直流工作点 图2. 保存直流工作点 ．根据图2.1所示电路，在Multisim中搭建晶体三极管2N3904单级放大电路。加入峰峰值=mV，频率=1kHz的正弦波。仿真设置：Simulate → Run。 结果查看：采用Agilent示波器XSC1，查看输入、输出两路波形。双击示波器XSC1器件，出现如图2.7所示的示波器界面。调整2个通道的显示方式，将它们的波形显示出来，并采用如图所指的测量工具，测试输入，输出波形的峰峰值，计算得到电压增益Av，填入表格2.。 图2.7 Multisim 安捷伦示波器 ．变输入信号幅度峰峰值，取Vinpp=mV，Vinpp=mV，Vinpp=20mV，Vinpp=30mV，Vinpp=0mV，重新进行瞬态仿真和频谱分析，截取各输入条件下的输入输出波形图和频谱分析图，填入表2.3。表2.3 不同输入情况下的输入输出波形图 瞬态波形图 频率分析 Vinpp=5mV 瞬态波形图 频率分析 Vinpp=10mV 瞬态波形图 频率分析 Vinpp=20mV 瞬态波形图 频率分析 Vinpp=30mV 瞬态波形图 频率分析 Vinpp=40mV 思考题：请说明不同输入情况下的输出波形有何差异，并尝试解释其原因。 . 取输入信号仍为Vinpp=mV，在信号源上串联一个电阻表征信号源内阻，如图2.1所示。取该电阻为50Ω、1kΩ和13kΩ重