江璐微电子实验八讲述.doc

微电子器件与电路实验报告 姓名 江璐 学号 1315212017 合作人 无 实验时间 2015.12 实验成绩 教师签名 实验名称 实验八 分立元件BJT共发射极放大器设计 实验设备 (1)计算机 (2)Multisim 12 实验目的 1.根据设计指标和半导体器件参数设计共发射极放大器 2.共发射极放大器设计指标验证 3.估算工艺偏差对电路指标的影响 实验内容 1.静态工作点分析 2.交流分析 3.最大对称摆幅验证 4.傅里叶分析 5.输入/输出阻抗测试 6. 最坏情况分析静态工作点 7.蒙特卡洛分析幅频特性 8.直流工作点随温度漂移特性 9.直流工作点及幅频特性随β漂移特性 10.直流工作点及幅频特性随IS漂移特性 11.灵敏度分析 12.蒙托卡洛分析电源和半导体参数对交流幅频特性的影响 实 验 报 告 要 求 1. 实验前按要求阅读器件说明文档，阅读实验操作文档，熟悉实验过程及操作步骤 2. 按实验报告要求操作、记录数据(波形)、处理数据(波形) 实 验 记 录： 实验8.1 电路的直流工作点验证 实验8.2 交流分析通频带及中频增益 实验8.3 瞬态分析电路最大对称摆幅 实验8.4 傅里叶THD分析 实验8.5 外接电阻测试及传递函数测试输入输出阻抗对比 实验8.6 最坏情况分析静态工作点随电阻工艺容差的影响 实验8.7 蒙托卡洛分析幅频特性随电阻工艺容差的影响 实验8.8 直流工作点随温度漂移特性的影响 实验8.9 直流工作点和幅频特性随半导体参数β的影响 实验8.10 直流工作点和幅频特性随半导体参数IS的影响 实验8.11 灵敏度分析 实验8.12 蒙托卡洛分析电源偏差和半导体参数偏差对交流幅频特性的影响  实验8.0电路设计过程(预习) 电路设计过程 无源器件列表 电阻标号 RC R1 R2 RE1 RE2 计算值 10.26KΩ 677.29KΩ 79.28KΩ 1KΩ 0.8KΩ 标称值 10.2KΩ 680KΩ 80.6KΩ 1KΩ 806Ω 容差 1% 1% 1% 1% 1% 最终电路原理图(使用标称电阻) 实验8.1静态工作点分析 标称值情况下，电路的静态工作点分析结果(输出VC、VE和IC三个数参值) 实验8.2交流分析通频带及通频带最大增益 抓取下限截止频率和上限截止频率及通频带最大增益 实验8.3交流分析通频带及通频带最大增益 抓取最大对称摆幅，并记录 输入信号峰峰值 1.89V 输出信号峰峰值 18.50V 实验8.4傅里叶THD分析 仿真THD1%的傅里叶分析结果，并记录此时瞬态分析时的输入峰峰值和输出峰峰值 THD=1%输入峰峰值 1.79V THD=1%输出峰峰值 17.59V 实验8.5输入/输出阻抗分析 测试电路的输出阻抗。 外接电阻法测输入输出阻抗 节点VB电压峰峰值 0.173mV 输入电压峰峰值 1.980mV RT 680KΩ Rin 68.0KΩ RL断开时的Vout峰峰值 19.66mV RL接上时的Vout峰峰值 9.72mV RT 10KΩ Rout 10.23KΩ 传递函数法测输入输出阻抗 Rin 68.02KΩ Rout 10.24KΩ 实验8.6 最坏情况分析静态工作点随电阻容差的影响 抓取最坏情况的结果 Vc（Min） 1.47814V Vc(Max) 2.33585V 实验8.7 蒙托卡洛分析幅频特性随温度影响 抓取最大增益和最小增益 Av（Min） 9.8307 Av (Max) 10.0742 实验8.8 静态工作点随温度漂移特性 抓取对应的温度点的静态工作点 Vout@-25℃ 2.5846V Vout@75℃ 1.3905V 漂移mV/℃ 11.9 实验8.9 器件工艺参数β对静态工作点和幅频特性的影响 考虑标称值和±25%和±50%工艺偏差下直流工作点漂移曲线。 考虑标称值和±25%和±50%工艺偏差下幅频特性曲线。 标称值*50% 标称值*75% 标称值 标称值*125% 标称值*150% β 561 841.5 1122 1402.5 1683 Vc 2.2079 2.0150 1.9150 1.8538 1.8125 Av 9.9122 9.9231 9.9286 9.9319 9.9341 实验8.10 器件工艺参数IS对静态工作点和幅频特性的影响 考虑标称值和±25%和±50%工艺偏差下直流工作点漂移曲线。 考虑标称值和±25%和±50%工艺偏差下幅频特性曲线。 标称值*50% 标称值*75% 标称值 标称值*125% 标称值*150% IS 2.956e-15 4.433e-15 5.911e-15 7.389e-15 8.866e-15 Vc 2.158