7BJT特性分析实验报告orCAD.docx
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7BJT特性分析实验报告orCAD
实验报告
实验名称BJT电路特性分析
课程名称电子电路计算机辅助分析
一、实验目的及要求
(1)回顾单管CE,CC,CB放大电路的结构和参数特性;
(2)会使用Pspice对三种单管放大电路的电压增益、输入、输出电阻和上下限频率(带宽)进行仿真分析;
(3)会使用Pspice对单管放大电路的某一参数(以基极电阻为例)进行扫描仿真,确定某一参数对单管放大电路的特性造成的影响;
(4)会使用Psipce对单管放大电路进行温度分析。
二、实验内容
(一)问题一
A.CE放大电路
1、实验原理图如图1.1所示:
图1.1
2、对Vbb直流扫描,得出曲线如图1.2所示,调节Vbb,使Ic=1mA,此时Vbb等于0.76v。
图1.2
3、CE电路的电压增益
方法1:
如图1.3所示,分别做v(in)和v(out)曲线,输出有效值为v=9.771v,输入有效值为0.608v。
可知电压增益为9.771/0.608=16.07
图1.3
方法2:
启用交流扫描,设定参数如图1.4所示:
图1.4
仿真波形如图1.5所示:
从图中可以看出,当曲线趋于稳定时,电压增益直接读取为v(out)/v(in)=69.27
图1.5
4、电路的输入电阻
启用交流扫描,设定参数同图1.4所示,得出输入电阻曲线仿真波形图如图1.6所示,可以看出,输入电阻V(IN)/I(C1)=3.93kΩ
图1.6
5、电路的输出电阻
调整后的电路图如图1.7所示:
图1.7
仿真波形图如图1.8所示,可以看出输入电阻V
(1)/I(C2)=2.15kΩ
图1.8
6、电路的上下限截止频率
对图1.1所示电路进行交流扫描,参数设置同图1.4所示,仿真波形图如图1.9所示:
图1.9
从图中可以看出电路的输出增益为69.274,故上下限截止频率应为69.274*0.707、即48.976所对应的频率值,从图中可以直接读出下限截止频率为3.827Hz,上限截止频率为2.69MHz,故带宽约为2.69MHz。
B.CC放大电路
1、实验原理图如图2.1所示:
图2.1
2、对Vbb直流扫描,得出曲线如图2.2所示,调节Vbb,使Ic=1mA,此时Vbb等于2.79V。
图2.2
3、CC电路的电压增益
方法1:
如图2.3所示,分别做v(in)和v(out)曲线,输出有效值为v=2.0157v,输入有效值为2.6596v。
可知电压增益为
2.6596/2.0157=0.758
图2.3
方法2:
启用交流扫描,设定参数如图2.4所示:
图2.4
仿真波形如图2.5所示,从图中可以看出,当曲线趋于稳定时,电压增益直接读取为v(out)/v(in)=0.976
图2.5
4、电路的输入电阻
启用交流扫描,设定参数同图2.4所示,得出输入电阻曲线仿真波形图如图2.6所示,可以看出,输入电阻V(IN)/I(C1)=18.955kΩ
图2.6
5、电路的输出电阻
调整后的电路图如图2.7所示:
图2.7
仿真波形图如图2.8所示,可以看出,输入电阻为V
(1)/I(C2)=25.37kΩ
图2.8
6、电路的上下限截止频率
对图2.1所示电路进行交流扫描,参数设置同图2.4所示,仿真波形图如图2.9所示:
图2.9
从图中可以看出电路的输出增益为0.97,故上下限截止频率应为0.97*0.707、即0.69所对应的频率值,从图中可以直接读出下限截止频率为0.84Hz,上限截止频率为222.7MHz,故带宽约为222.7MHz。
C.CB放大电路
1、实验原理图如图3.1所示:
图3.1
2、对Vbb直流扫描,得出曲线如图3.2所示,调节Vbb,使Ic=1mA,此时Vbb等于1.77V。
图3.2
3、CB电路的电压增益
方法1:
如图3.3所示,分别做v(in)和v(out)曲线,输出有效值为v=10.01V,输入有效值为1.0047V。
可知电压增益为10.01/1.0047=9.96
图3.3
方法2:
启用交流扫描,设定参数如图3.4所示:
图3.4
仿真波形如图1.5所示:
从图中可以看出,当曲线趋于稳定时,电压增益直接读取为v(out)/v(in)=8.58
图3.5
4、电路的输入电阻
启用交流扫描,设定参数同图3.4所示,得出输入电阻曲线仿真波形图如图3.6所示,可以看出,输入电阻V(SIN)/I(C1)=225.85Ω
图3.6
5、电路的输出电阻
调整后的电路图如图3.7所示:
图3.7
仿真波形图如图3.8所示,可以看出输入电阻V
(1)/I(C3)=2.07kΩ
图3.8
6、电路的上下限截止频率
对图3.1所示电路进行交流扫描,参数设置同图3.4所示,仿真波形图如图3.9所示:
图3.9
从图中可以看出电路的输出增益为8.58,故上下限截止频率应为8.58*0.707、即6.06所对应的频率值,从图中可以直接读出下限截止频率为71Hz,上限截止频率为23.06MHz,带宽约为23.06MHz。
(二)问题二
1、实验原理图如图4.1所示:
图4.1
2、对Vbb直流扫描,得出曲线如图4.2所示,调节Vbb,使Ic=1mA,此时Vbb等于2.66V。
图4.2
3、电路的电压增益和上限截止频率
对电路进行参数分析,从图形符号库中调出PARAM,设置Rs为变量,修改后的电路如图4.3所示
图4.3
启用交流扫描,设定参数如图4.4所示:
图4.4
仿真波形如图4.5所示,图中黄色、紫色、红色、绿色分别对应着Rs的电阻为5kΩ,2kΩ,200Ω,0.0001Ω,获得的电压增益分别为0.972、0.984、0.986和0.987,它们分别乘以0.707,得到0.687、0.696、0.697和0.698,对应上限截止频率为7.87M,37.5M,197.2M,4.37G赫兹。
图4.5
4、该电路具有最大电压增益时,电路的温度特性
Rs取值越小,电路电压增益越大,所以取Rs=0欧姆。
电路如图4.6所示:
图4.6
温度分析取温度-50摄氏度,0摄氏度,27摄氏度和80摄氏度,参数设置如图4.7所示:
图4.7
仿真波形图如图4.8所示:
图4.8
从图中可以看出,-50摄氏度,0摄氏度,27摄氏度和80摄氏度对应的曲线颜色分别是绿色,红色,紫色和黄色。
可见,温度升高,电压增益略微有降低(几乎不变),增益分别为0.989、0.987、0.986和0.985倍,上限截止频率为4.5Ghz。
三、实验总结
●通过这次电路参数分析的实验,了解了对电子电路进行各种参数分析(包括全局参数、模型参数以及温度)的功能。
通过对实际电路进行各种参数分析,掌握分析设置方法。
经过四个分析,对OrcadCapture运用越来越熟练。
也体会到了对于软件的学习,必须多应用,熟能生巧。
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- 关 键 词:
- BJT 特性 分析 实验 报告 orCAD
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