实验七分析与仿真.doc

实验七 小信号放大器性能分析与仿真 实验要求： 仿真分析各种小信号放大器的结构、参数及特性，要求合组讨论、单独实验，4学时。 实验原理： 1、晶体三极管的等效电路 常见的晶体三极管等效电路有：低频h参数、共基极T型高频等效电路、混合型高频等效电路，它们通常用于分析各种小信号晶体管放大器的特性。 共发射极h参数的等效电路适用于对低频放大器进行分析。另外，存在着一种简化的h参数等效电路，其中忽略晶体管内部的电压反馈系数hre。共发射极的h参数与各电压电流的关系为共基极T型高频等效电路适用于对共基极高频放大电路进行分析，工作频率可高达100MHz以上。 混合型高频等效电路适用于对共发射极高频放大电路进行分析。在较宽的频率范围内，等效电路的参数与工作频率无关。另外，还存在着简化的混合型高频等效电路，其中r和r处于开路状态。 共基极T型高频等效电路适用于对共基极高频放大电路进行分析，工作频率可高达100MHz以上。 混合型高频等效电路适用于对共发射极高频放大电路进行分析。在较宽的频率范围内，等效电路的参数与工作频率无关。另外，还存在着简化的混合型高频等效电路，其中rbe和rce处于开路状态。Amplif1.m函数的用法是： [Av,Zi,Zo,Ie,Vb,Vc,vo]=amplif1(Rb1,Rb2,Re,RL,h,Rs,vs,beta,Ec,Kp) 输入参数： h=[hie hre;hfe hoe]，晶体管的h参数；beta晶体管的直流放大系数；Ec电源电压；参数Kp=1表示硅管，Kp=2表示锗管；v信号源的开路电压。 输出参数： Av电压放大倍数；Zi输出阻抗；Zo输出阻抗；Ie集电极电流；Vb基极电压；Vc集电极电压；vs放大器输入电压。 其中，电压单位为V，电流单位为mA，电阻单位为。3、直接耦合放大器在两个或三个晶体管之间进行直接耦合的放大器称为直接耦合放大器，他多用作音响系统的前置放大器、录音机内的磁头放大器。直接耦合放大器的主要特点是直流工作点稳定，电压增益高。 自定义M函数amplif2.m用来分析直接耦合放大器的交流参数和直流参数，其用法是： [A,Zi,Zo,Vb,Ie,E]=amplif2(Rb1,Re1,Rc1,R1,R2,Rc2,Re3,Rf,h,,vs,beta,Ec,Ed,Kp) 输入参数： h=[hie hre;hfe hoe]，晶体管的h参数；beta晶体管的直流放大系数；Ec电源电压；Ed第一级的电源电压；参数Kp=1表示硅管，Kp=2表示锗管。 输出参数： A=[Av Av0 Av1 Av2]，其中Av电压放大倍数，Av0开环电压放大倍数，Av1第一级电压放大倍数，Av2第二级电压放大倍数；Zi输出阻抗；Zo输出阻抗；Ie=[ Ie(1) Ie(2) Ie(3)]，三个晶体管的发射极电流；Vb=[Vb(1) Vb(2) Vb(3)]，三个晶体管的基极电压。 其中，电压单位为V，电流单位为mA，电阻单位为。4、差分放大器 差分放大器又称差动放大器，由于它比较好的解决了零点漂移的问题，因此多作为直流放大器来使用。差分放大器有两个输入端口和两个输出端口，于是可以分为双端输入双端输 出、双电输入单端输出、单端出入双端输出、单端输入单端输出等几种形式。 由于射随器的输入阻抗很大，因此在分析差分放大器交流参数的过程中，完全可以忽略射随器输入阻抗对前一级的影响，这样该放大器的交流等效电路就可以用7个节点来描述，这7个节点是：晶体管T1的基极、发射极和集电极，晶体管T2的基极、发射极和集电极，晶体管T5的集电极。T1的基极为放大器的输入端，而T2的基极在交流上是接地的，因此节点方程有5个，另外再加上2个晶体管的基极电流方程，这样一共就得到7个方程。使用矩阵的方法求解这些方程，就可以得到差分放大器的各项交流参数。 自定义M函数amplif3.m用来分析差分放大器的各项交流参数和直流参数，其用法是： [Av,Zi,Zo,V,I]=amplif3(Rb,Rc,Re,R1,R2,Rc2,R3,zee,h,,vs,beta,Ec,Kp) 输入参数： Zee恒流源的等效交流阻抗；h=[hie hre;hfe hoe]，晶体管的h参数；beta晶体管的直流放大系数；Ec电源电压；参数Kp=1表示硅管，Kp=2表示锗管。 输出参数： Av=[Av1 Av2]，其中Av1是1端电压放大倍数，Av2是2端电压放大倍数；Zi输出阻抗；Zo输出阻抗；Ie=[ Ie1 Ie4]，晶体管T1、T4的发射极电流；V=[Vb5 Vb2 Vb4]，晶体管T5、T2、T4的基极电压。 其中，电压单位为V，电流单位为mA，电阻单位为。 5、阻容耦合音频放大器的频率响应 阻容耦合音频放大器的电路，自定义M函数amplif1.m在分析该放大器交流参数时未考