东南大学-信息学院-2018年-电子线路-模电实验二-报告.docx

ADDIN CNKISM.UserStyle东南大学模拟电子电路实验 实 验 报 告 学号 姓名 2018年 4月1日 实验名称 实验二 晶体三极管 成 绩 【背景知识小考察】 考察知识点：直流工作点计算 在图3-2-11所示电路中，双极型晶体管2N3904的β≈120，VBE(on)=0.7V。计算T1的各极电流和电压。填入表3-2-3计算栏。 图3-2-11. 晶体三极管静态工作点分析电路 【一起做仿真】 晶体管输出特性曲线 仿真设置: 仿真双极型晶体管2N3904的输出特性曲线。 双极型晶体管2N3904的输出特性曲线仿真图 从输出特性曲线族上，大致估算出双极型晶体管进入放大区时的vCE电压？它是一个固定的值吗？为什么？ 回答：估算得vCE =0.3~0.5V，它不是一个固定的值，随着iB减小而略有减小，原因是二极管内部存在着体电阻和引线电阻，电流越大，其上产生的压降就越大，相应曲线开始饱和的v 变化的β 仿真设置：仿真双极型晶体管β与VBE关系。 双极型晶体管β与VBE关系仿真图 请阐述β与vBE关系，说明直流工作点设置时的注意事项。 回答：随着VBE 的增大，β先增大后减小，在VBE为720~750mV时，β取得最大值。 注意事项： 设置直流工作点的时候，要把VBE 控制在一定的范围内，以获得理想的β的值。 温度扫描 仿真设置：仿真双极型晶体管β与温度关系。 双极型晶体管β与温度关系仿真图 请阐述β与温度关系，读出不同温度时β值，记录于表3-2-1中。 表3-2-1：不同温度时的β值 -40℃ 27℃ 125℃ β=93.56863 β=144.38710 β=233.09875 β与温度关系：温度越高，β越大，基本呈现线性关系。 晶体管fT仿真 仿真设置：仿真双极型晶体管fT。 请阐述β与频率的关系，并读出fβ和fT，记录于表3-2-2中。 表3-2-2：fβ和fT fβ fT 11.2406Mhz 386.0158Mhz 阐述β与频率的关系：刚开始平稳，随着频率越大，幅度和相位都在减小 晶体管直流偏置电路 直流工作点分析，并填入表3-2-3中的仿真栏。 表3-2-3：晶体三极管2N3904静态工作点（RB2=20kΩ） 计算值 仿真值 实测值 基极电流IB（μA） 3.45868 3.63805 NULL1 集电极电流IC（mA） 0.41504 00.418 集电极电压（V） 3.04931 2.93550 2.71 发射极电压（V） 0.9131 01.07 注1：由于量程问题，基极电流无需实测。 注2：由于暂无法测试直流电流，请采用电压/电阻的方法得到实测电流。 将图3-2-11中的RB2改为2kΩ，重新进行直流工作点仿真， 完成表3-2-4。 表3-2-4：晶体三极管2N3904静态工作点（RB2=2kΩ） 仿真值 基极电流IB（μA） 3.77223e-6 集电极电流IC（mA） 8.312284e-8 集电极电压（V） 5 发射极电压（V） 1.91169e-7 将图3-2-11中的RB2改为80kΩ，重新进行直流工作点仿真， 完成表3-2-5。 表3-2-5：晶体三极管2N3904静态工作点（RB2=80kΩ） 仿真值 基极电流IB（μA） 39.36599 集电极电流IC（mA） 0集电极电压（V） 1.71434 发射极电压（V） 1.62457 β 17.7583678195 对比表3-2-3、3-2-4和3-2-5，说明在三种不同偏置情况下，晶体管处于何种工作区，填入表格3-2-6。体会偏置设置对三极管工作状态的影响及在不同工作区，晶体管各极电压和电流的情况变化。 表3-2-6：工作区 RB2 RB2=20kΩ RB2=2kΩ RB2=80kΩ 工作区 放大区 截止区 饱和区 【动手搭硬件】 晶体三极管偏置电路实验 将测得的电流、电压数据填入表3-2-3，完成计算值、仿真值和测试值的对比。 【研究与发现】：简单偏置电路与分压式偏置电路稳定性对比 将两种电路的仿真结果分别填入表3-2-8、3-2-9中的27℃栏。 对两个电路分别进行高低温度的工作点仿真，仿真温度为工业界的标准低温——-40℃和标准高温125℃，观察并记录此时的工作点变化，填入表3-2-8、3-2-9中的相应的温度栏。 3. 对比分析两种电路的温度仿真结果，你发现了什么？请思考原因和体会。 分压式偏置电路相比于简单偏置电路，在标准低温和标准高温时电压变化更小，更加稳定。 表3-2-8 简单偏置电路不同温度的工作点仿真结果 27℃ 125℃ -40℃ 基极电流IB（μA） 3.63022 3.76594 3.5387