一、题目
利用 Multism 为图1所示电路选择电路参数,使之正常工作,并测试
Q
Q
Q 点、电压放大倍数和输入电阻。
图
1
多级放大电路
图1\,多级放大电路
图1多级放大电路
二、仿真电路
在Multism环境下搭建图1所示电路,选择电路参数,如图2所示。设
Q
1
Q_1
Q1 ~
Q
5
Q_5
Q5 为
T
1
T_1
T1 ~
T
5
T_5
T5,其中 NPN 型晶体管采用实际晶体管 2N2222A,其
β
=
296.463
\beta=296.463
β=296.463;PNP 型晶体管采用实际晶体管 2N3702,其
β
=
133.8
\beta=133.8
β=133.8。选取
V
C
C
=
12
V
V_{CC}=12\,\textrm V
VCC=12V,
V
E
E
=
−
9
V
V_{EE}=-9\,\textrm V
VEE=−9V。
图
2
仿真电路及静态的测试
图2\,仿真电路及静态的测试
图2仿真电路及静态的测试
三、仿真内容
(1)电路参数的选择
为使电路的输入电阻大些,应使第一级的静态电流小些,设置
T
1
T_1
T1 和
T
2
T_2
T2 的发射极静态电流为
250
250
250 ~
300
300
300 μA。为使电流源电流稳定,取
R
1
R_1
R1 为
12
k
Ω
12\,\textrm kΩ
12kΩ,
T
3
T_3
T3 基极对
V
E
E
V_{EE}
VEE电位为
7
V
7 \,\textrm V
7V,因而取
R
3
R_3
R3、
R
4
R_4
R4 分别为
20
k
Ω
20\,\textrm kΩ
20kΩ、
10
k
Ω
10\,\textrm kΩ
10kΩ。
I
E
Q
=
R
4
R
3
+
R
4
⋅
(
V
C
C
−
V
E
E
)
−
U
B
E
Q
2
R
1
≈
263
μA
I_{EQ}=\frac{\displaystyle\frac{R_4}{R_3+R_4}\cdot(V_{CC}-V_{EE})-U_{BEQ}}{2R_1}\approx263\,\textrm{μA}
IEQ=2R1R3+R4R4⋅(VCC−VEE)−UBEQ≈263μA第一级的集电极电阻
R
2
R_2
R2 可取
5.1
k
Ω
5.1\,\textrm kΩ
5.1kΩ。为使第一级电压放大倍数数值大些,
R
5
R_5
R5 取值应大些,但是为使第二级电压放大倍数数值大些,
R
5
R_5
R5 取值应小些,最后调整其值为
500
Ω
500\,Ω
500Ω。
为使第二级电压放大倍数数值大些,
R
6
R_6
R6 取值应大些。为使第三级最大不失真输出电压最大,
T
5
T_5
T5 发射极静态电位应约为
1.5
V
1.5 \,\textrm V
1.5V,即电源电压的中点
(
V
C
C
+
V
E
E
)
/
2
(V_{CC}+V_{EE})/2
(VCC+VEE)/2;为使输出电流较大,第三级的静态电流不能太小。根据上述原则,经多次调试,最终
R
6
R_6
R6 取
10
k
Ω
10\,\textrm kΩ
10kΩ,
R
7
R_7
R7 取
5.1
k
Ω
5.1\,\textrm kΩ
5.1kΩ。
(2)静态测试结果
根据图1得下表所示
Q
Q
Q 点
管号 | I E Q ( I C Q ) I_{EQ}(I_{CQ}) IEQ(ICQ)/mA | I B Q I_{BQ} IBQ/μA | U B E Q U_{BEQ} UBEQ/mV | U C E Q U_{CEQ} UCEQ/V |
---|---|---|---|---|
T 1 T_1 T1 | 0.2648 | 0.8932 | 573.451 | 12.573 |
T 2 T_2 T2 | 0.2648 | 0.8932 | 573.451 | 11.321 |
T 4 T_4 T4 | 1.054 | 7.877 | -0.725 | -10.104 |
T 5 T_5 T5 | 1.909 | 14.27 | 0.631 | 11.26 |
表中
I
E
Q
1
I_{EQ1}
IEQ1 和
I
E
Q
2
I_{EQ2}
IEQ2 的值与估算值近似相等。
(3)电压放大倍数和输入电阻
利用传递函数分析(Transfer Function Analysis)可以得到电压放大倍数,输入电阻和输出电阻。
|
|
图
3
传递函数分析结果
图3 \,传递函数分析结果
图3传递函数分析结果
由于输入端为双端输出、单端输出的差分放大电路,所以可以得到如下表所示的结果。
A ˙ u \dot A_u A˙u | R i R_i Ri/kΩ | R o R_o Ro/kΩ |
---|---|---|
781 | 84.5 | 55.2 |