共源极放大电路及二极管仿真模电课设.docVIP

1课程设计的目的与作用 （1）了解并掌握Multisim软件，并能熟练的使用其进行仿真。 （2）加深理解电路的组成及性能。 （3）进一步学习放大电路基本参数的测试方法。 （4）通过自己动手亲自设计和用Multisim软件来仿真电路，不仅能使我们对书上说涉及到得程序软件有着更进一步的了解和掌握，而且通过用计算机仿真，避免了实际动手操作时机器带来的误差，使我们对上课所学到的知识也有跟深刻的了解。 2设计任务、及所用multisim软件环境介绍 2.1设计任务 （1）设计一个共源极放大电路，由自己独立完成。在实验中通过自己动手调试电路，能够真正掌握实验原理，明白调试与性能指标的测试方法。 （2）设计一个二极管仿真电路，由自己独立完成。在实验中通过自己动手调试电路，能够真正掌握实验原理，并能调节产生正确的输出波形。 （3）正确理解所设计电路中各元件参数对输出波形的影响。 （4）正确处理理论数据和仿真数据，在比较中加深理解。 2.2 Multisim软件环境介绍 Multisim是加拿大IIT公司（Interrative Image Technologies Ltd）推出的基于Windows的电路仿真软件，由于采用交互式的界面，比较直观、操作方便，具有丰富的元器件库和品种繁多的虚拟仪器，以及强大的分析功能等特点，因而得到了广泛的引用。 针对不同的用户，提供了多种版本，例如学生版、教育版、个人版、专业版和超级专业版。其中教育版适合高校的教学用。 Multisim 7主界面。启动Multisim，就会看到其主界面，主要是由菜单栏、系统工具栏、设计工具栏、元件工具栏、仪器工具栏使用中元件列表、仿真开关、状态栏以及电路图编辑窗口等组成。如图1：Multisim软件界面图所示。 Multisim 7提供了丰富的元器件。这些元器件按照不同的类型和种类分别存放在若干个分类库中。这些元件包括现实元件和虚拟元件。所谓的现实元件给出了具体的型号，它们的模型数据根据该型号元件参数的典型值确定。而所谓的虚拟元件没有型号，它的模型参数是根据这种元件各种元件各种型号参数的典型值，而不是某一种特定型号的参数典型值确定。另外，Multisim 7元件库中还提供一种3D虚拟元件，这种元件以三维的方式显示，比较形象、直观.。Multisim 7容许用户根据自己的需要创建新的元器件，存放在用户元器件库中。如图2：Multisim软件应用窗口图所示。 图1：Multisim软件界面图 Multisim 7提供了品种繁多、方便实用的虚拟仪器。比如数字万用表、信号发生器、示波器等17种虚拟仪器。点击主界面中仪表栏的相应的按钮即可方便地取用所需的虚拟仪器如图3：Multisim软件应用窗口图所示。 图2：Multisim软件应用窗口图 图3：Multisim软件应用窗口图 Multisim 7提供了各种不同功能的分析工具。点击分析按钮，即可拉出分析菜单，其中列出了Multisim 7的各种分析工具，例如直流工作点分析、交流分析、瞬态分析等。 3 电路模型的建立 3.1共源极放大电路 图4：共源极放大电路图 3.2二极管仿真电路 二极管仿真电路是常见的电路。在日常生活中也有不少的运用，如各种电子设备电路中尤为常见。接下来，先进二极管仿真电路的建立。如图5：二极管仿真电路图所示。 图5：二极管仿真电路图 4理论分析及计算 4.1共源极放大电路 4.1.1共源极放大电路工作原理分析 由N沟道增强型MOS场效应管组成的分压-自偏压共源极放大电路如图4：共源极放大电路图所示。输入电压Ui加在场效应管Q1的栅极G和源极S之间，输出电压U。从漏极D和源极S之间得到。因为输入、输出回路的公共端为场效应管的源极S，所以称其为共源级放大电路。静态时，为了使场效应管Q1能够正常工作，必须在栅-源极之间加上大小适当的偏压，通常利用静态漏极电流IDQ在源极电阻RS上产生的压降来获得静态偏置电压UGSQ=-IDQ*RS，称其为自给栅偏压放大电路，简称自偏压放大电路。同时栅极电压也能由VDD经过电阻R1，R2分压后提供，即场效应管的静态偏置电压UGSQ由分压和自偏压共同决定，UGSQ=VGQ-VSQ，因此称其为分压-自偏压共源放大电路。尤其对于增强型MOS场效应管，由于不能形成自偏压，所以通常采用分压-自偏压共源放大电路形式。图中栅极电阻RG用于提高电路的输入电阻Ri，源极电阻RS既能利用IDQ在其上的压降为栅极提供偏压UGSQ，也有利于稳定静态工作点，旁路电容C3起到消除RS对交流信号的衰减。当UGS大于场效应管的开启电压UT，并且漏源极电压UDSVGS-UT时，N沟道增强型MOS场效应管工作在恒流区，实现放大作用。 4.1.2静态分析估算 图4：共源极放大电路图中所选用的N沟道增强型MOS场效应管Q1的