模电Multisim仿真Rb变化对Q点和电压放大倍数的影响

一、目的

       研究Rb变化对Q点和Au的影响。

二、方法描述

       仿真电路如下所示。晶体管采用FMMT5179其参数BF=133，RB=5Ω。

      （1）分別测量Rb=3MΩ和3.2MΩ时得U_CEQ和Au。由于信号幅度很小，为1mV，输出电压不失真，故可从万用表直流电压（为平均值）挡读出静态管压降U_CEQ。左边万用表显示Rb=3.2MΩ时的U_CEQ，从示波器可读出输出电压的峰值。

      (2)输出电压峰值逐渐增大至20mV，观察输出电压波形的变化情况。

三、结果分析

      （1）Rb=3MΩ和3.2MΩ时的U_CEQ和Au仿真结果如表所示:

      （2）将信号源V1峰值逐渐增大到10mV时输出电压波形正，负半周幅值有明显差别。当V1峰值为20mV时，输出电压波形仿真结果如下图所示。正半周幅值为2.403V，负半周幅值为3.378V，波形明显失真。

      (3)结论：Rb增大时，I_CQ减小，U_CEQ增大，|Au|减小。

在图中所示电路中，若r_bb'<<(1+β)U_T/I_EQ,则电压放大倍数I_CQR_L'

      表明Au几乎与晶体管无关，而仅与电路中电阻值和温度有关，且与I_CQ成正比。因此，调节电阻Rb以改变I_CQ，是改变阻容耦合共射放大电路电压放大倍数最有效的方法；而利用换管子以增大β的方法，对Au的影响是不明显的。

      根据图解分析，图示电路的最大不失真输出电压峰值U_OMAX=I_CQR_L'≈3.3V。而当信号源V1峰值为20mV时，输出电压的正半周幅值（1.703V）仅约为负半周幅值（2.929V）的58％，波形明显失真；而此时，负半轴幅值还没有达到理论的最大不失真输出电压峰值3.3V。因此，可得到如下结论：

      ①  实际的最大不失真输出电压值小于理论分析值。产生这种误差的主要原因在于晶体管的输出，输入特性总是存在非线性，而理论分析是将晶体管特性化作了线性化处理。

      ②  对于实际电路，失真后的波形并不是顶部成平顶或底部成平顶，而是圆滑的曲线。测试放大电路时，可以通过输出电压波形正，负半周幅值是否相等来判断电路是否产生失真。

水清明月现，人淡智慧生。

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