实验十三_基于Multisim的场效应管放大电路设计 (修复的)
放大电路multisim实验报告
放大电路multisim实验报告1. 实验目的通过实验，熟悉和掌握放大电路的基本原理和放大倍数的计算方法。
2. 实验原理放大电路是指用于增大输入信号的电压、电流或功率的电路。
常用的放大电路有共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路等。
本实验以共射放大电路为例进行研究。
共射放大电路是一种常见的放大电路，其特点是输入信号加在基极上，输出信号从集电极取出。
放大电路的放大倍数可通过直流负载线和交流负载线的交点来确定。
3. 实验器材和仪器- Multisim电路仿真软件- 电脑4. 实验步骤4.1 搭建电路在Multisim电路仿真软件中，选择适当的元件并搭建共射放大电路。
4.2 设置输入信号为电路添加一个函数信号发生器，设置输入信号的振幅和频率。
4.3 测量输出信号连接示波器，测量输出信号的波形。
4.4 计算放大倍数根据示波器上的波形，测量输入信号和输出信号的幅值，然后计算放大倍数。
5. 实验结果将示波器上测得的信号波形截图作为实验结果。
6. 实验讨论分析实验结果，讨论放大倍数是否符合预期，有无改进的空间。
7. 实验结论通过实验，我们成功搭建了共射放大电路，并计算出放大倍数。
实验结果和预期的结果相符。
通过这次实验，我们对放大电路的原理和计算方法有了更深入的了解。
8. 实验总结本次实验通过Multisim电路仿真软件，从搭建电路到测量输出信号，并计算出放大倍数。
实验过程中我们掌握了放大电路的基本原理和计算方法。
通过实验，我们发现实际电路中可能存在误差，因此在实际应用中应对放大电路进行优化和调整，以获得理想的放大效果。
基于Multisim的场效应管放大器电路设计
基于Multisim的场效应管放大器电路设计场效应管放大器是一种基于场效应管的电路，可以将输入信号的幅度放大到更大的值。
在此处，我们将通过Multisim软件进行场效应管放大器电路的设计。
首先，我们需要选择电路的目标放大倍数。
在这个例子中，我们希望达到一个放大倍数为20的目标。
接着，我们需要选择场效应管的型号。
我们选择了2N7000型的场效应管，但实际上有许多不同的型号可以选择。
接下来，我们需要画出电路图。
我们使用Multisim软件进行画图，选择添加器件，包括两个2N7000型的场效应管，电阻器和DC电源。
我们选择将一个场效应管放置在放大器的输入端，将另一个场效应管放置在输出端。
接着，我们需要设置电路的参数值。
我们需要设定DC电源的电压，电阻器的阻值和场效应管的偏置电压。
在这个例子中，我们设置DC电源的电压为10V，电阻器的阻值为1kΩ，场效应管的偏置电压为5V。
接下来，我们需要运行电路模拟来检查电路的性能。
我们通过Multisim中的模拟器来模拟电路，使用示波器来观察电路的输入信号和输出信号。
如果模拟的结果符合我们的预期，我们可以继续优化电路。
我们可以尝试改变场效应管的型号或者改变偏置电压来进一步优化电路的性能。
最后，我们需要绘制电路的PCB布局图。
我们需要将电路图转换成布局图，使用Multisim软件进行布局。
在布局中，我们需要安排器件的位置，并连接各个器件。
总的来说，基于Multisim的场效应管放大器电路设计非常简单。
通过选择合适的器件并对电路进行设置，我们可以准确地设计出符合要求的电路，并且能够通过电路模拟来验证电路的性能。
信号放大器的设计基于Multisim的电路仿真
3.效率η
， ：直流电源供给的平均功率。理想情况下， 。在实验中，可测量电源供给的平均电流 ，从而求得 ，负载上的交流功率已用上述方法求出，因而也就可以计算实际效率了。
仿真值:%
实测值：η=%
（四）综合测量方案
1、测量系统电路的输入输出电阻以及通频带
测量值：输入电阻486KΩ
输出电阻Ω
图3-2 RC正弦波振荡电路图
图3-3 RC正弦震荡产生的波形图
仿真数据：F=1kHZ
T1
UB
(V)
UE
(V)
UC
(V)
IC
(MA)
UO
(V)
T2
UB
V)
UE
(V)
UC
(V)
IC
(MA)
实测数据：F=
T1
UB
(V)
UE
(V)
UC
(V)
IC
(MA)
UO
(V)
T2
UB
V)
UE
(V)
UC
(V)
IC
(MA)
2、闭合开关S1，并记录波形
（三）功率放大器电路方案
功率放大器的主要作用是向负荷提供功率，要求输出功率尽可能大，转换效率尽可能高，非线性失真尽可能小。这里我们采用OTL功率放大电路。电路原理图如下：
1.静态工作点的调整
分别调整R4和R1滑动变阻器器，使得万用表XMM2和XMM3的数据分别为5---10mA和，然后测试各级静态工作点填入下表：
1.调节放大器零点
把开关S1和S2闭合，S3打在最左端，启动仿真，调节滑动变阻器的阻值，使得万用表的数据为0（尽量接近0，如果不好调节，可以减小滑动变阻器的Increment值），填表一：
基于Multisim的场效应管放大器电路设计
电子设计实验报告课题：基于Multisim的场效应管放大器电路设计实验成员：2012.6.16基于Multisim的场效应管放大器电路设计一、实验目的：1、场效应管电路模型、工作点、参数调整、行为特征观察方法2、研究场效应放大电路的放大特性及元件参数的计算3、进一步熟悉放大器性能指标的测量方法二、实验原理：1．场效应管的特点场效应管与双极型晶体管比较有如下特点：(1)场效应管为电压控制型元件；(2)输入阻抗高(尤其是MOS场效应管)；(3)噪声系数小；(4)温度稳定性好，抗辐射能力强；(5)结型管的源极(S)和漏极(D)可以互换使用，但切勿将栅(G)源(S)极电压的极性接反，以免PN结因正偏过流而烧坏。
对于耗尽型MOS管，其栅源偏压可正可负，使用较灵活。
场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。
由多数载流子参与导电，也称为单极型晶体管。
它属于电压控制型半导体器件。
具有输入电阻高（10^8～10^9Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点。
和双极型晶体管相比场效应管的不足之处是共源跨导gm。
值较低(只有ms级)，MOS管的绝缘层很薄，极容易被感应电荷所击穿。
因此，在用仪器测量其参数或用烙铁进行焊接时，都必须使仪器、烙铁或电路本身具有良好的接地。
焊接时，一般先焊S极，再焊其他极。
不用时应将所有电极短接。
2．偏置电路和静态工作点的确定与双极型晶体管放大器一样，为使场效应管放大器正常工作，也需选择恰当的直流偏置电路以建立合适的静态工作点。
场效应管放大器的偏置电路形式主要有自偏压电路和分压器式自偏压电路(增强型MOS管不能采用自偏压电路)两种。
三、实验内容及步骤1．场效应管共源放大器的调试(1)连接电路。
按图2.4.1在模拟电路实验板上插接好电路，场效应管选用N沟道结型管3DJ6D，静态工作点的设置方式为自偏压式。
直流稳压电源调至18V并接好(注意:共地)(2)测量静态工作点调节电阻R使V D为2.43V左右，并测量此时的Vg、Vs ，填入表2.4.1，并计算。
基于Multisim的场效应管放大电路分析与设计_陈莉平
0引言
场效应管（ Field Effect Transistor） 自 20 世纪 60 年 代诞生以来，就因其具备噪声低、热稳定性好、抗辐射 能力强等优点广泛应用于各种电子电路中。近些年， 理论课老师在教材编写和授课内容中加大了场效应管 及其电路 的 讲 授 比 重［1］。 作 为 与 其 同 步 进 行 的 实 验 课程，我们也相应地增加了对场效应管及由其构成的 放大电路的分析与测试，并开发从基础型到设计型的 分层次实验内容。让学生通过不同层次的实验内容的 设置，学习并掌握场效应管的特点、由其构成的放大电 路的设计、与晶体管电路共同构成多级放大电路的分 析与测试方法，深刻理解引入合适的负反馈后对电路 性能的影响等。
为测试转移特性 iD = f( uGS ) UDS = 常数［3］，选取菜单 命令 Simulate→Analyses→DC Sweep，设定 UGS（ vv2） 为 扫描电压，扫描范围为 － 5 ～ 0 V，如图 5 所示［4］； 输出 为 V1 所 在 的 支 路 电 流 I （ v1 ） ，如 图 3 所 示。点 击 Simulate 按钮进行仿真，扫描结果如图 6 所示。
图 8 共漏放大电路
第 30 卷
图 9 静态工作点分析结果
3 场效应管放大电路的动态分析
图 7 设置参数
表 1 部分参数扫描分析结果
RS / kΩ 3． 0
IDQ / mA － 2． 127 14
3． 1
－ 2． 066 11
3． 2
－ 2． 008 89
3． 3
－ 1． 955 48
3． 4
－ 1． 9对电路进行 动态分析，这里选用瞬态分析（ Transient Analysis） 得到 电路 的 电 压 放 大 倍 数。 选 取 菜 单 命 令 Simulate → Analyses→Transit Analysis。由于输入信号源的频率为 10 kHz，所 以 扫 描 的 起 始 与 终 止 时 间 可 以 设 置 为 0 ～ 0． 000 5 s，在 Output variables 页中选择节点5（ 5） 、 节点 4（ 4） 作为输出。点击 Simulate 按钮进行仿真，仿 真结果如图 10 所示。在图中点击 Show / Hide Cursors 按钮，可以 读 取 波 形 峰 峰 值，从 而 计 算 出 电 压 放 大 倍 数 Au。
基于Mulitisim的集成运算放大器应用电路仿真
电子课程实验报告题目：基于Mulitisim的集成运算放大器应用电路仿真设计目的1、集成运算放大电路当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系，在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分等模拟运算电路。
2、本课程设计通过Mulitisim编写程序几种运算放大电路仿真程序，通过输入不同类型与幅度的波形信号，测量输出波形信号对电路进行验证，并利用Protel软件对实现对积累运算放大电路的设计，并最终实现PC板图形式。
二、电路的理论知识1．反相放大器图1中所示的电路是最常见的运放电路，它显示出了如何在牺牲增益的条件下获得稳定，线性的放大器。
标号为R f的反馈电阻用于将输出信号反馈作用于输入端，反馈电阻连接到负输入端表示电路为负反馈连接。
输入电压V1通过输入电阻R1产生了一个输入电路i1。
电压差△V加载在+、—输入端之间，放大器的正输入端接地。
图1利用回路公式计算传输特性：输入回路：V R i V ∆+=111 (2)反馈回路：V R i V f f out ∆+-= (3)求和节点in f i i i +-=1 (4)增益公式：V A V out ∆•-= (5)由以上4个式子可以得到输出：Z R V Z i V in out /)/(/11-= (6)式中，闭环阻抗Z=1/R f +1/AR f +1/R f 。
反馈电阻和输入电阻通常都较大)(Ωk 级，并且A 很大(大于100000)，因此Z=1/R f 。
更进一步，△V 通常很小(几微伏)且放大器的输入阻抗Z in 很大(大约ΩM 10),那么输入输入电流(I in =△V/Z in )非常小，可以认为为零。
则传输曲线变为：111)()/(V G V R R V f out -=-= (7)式中，R f /R 1的比值称为闭环增益G ，负号表示输出反向。
闭环增益可以通过选择两个电阻R f 和R 1来设定。
基于Multisim的晶体管放大电路设计研究
www�ele169�com | 23实验研究在电子信息工程和自动化工程中经常需要将一些微弱的信号放大到便于人们测量和计算的量级，因此，晶体管放大电路是电子技术的核心，除了需要保证输入与输出信号的波形相同，还需要使得输出功率大于输入功率，所以，在晶体管放大电路的设计过程中，各元件参数的合理配置至关重要。
然而采用理论计算的方法，所需要涉及的参数方面非常广也十分繁杂，包括频率特性、静态工作点、电压放大倍数等，非常容易出错，这对于刚刚接触本课程内容的学生而言，具有极大的难度和挑战，而利用Multisim 集成化的虚拟实验环境进行晶体管放大器的设计与仿真，具有速度快、成本低、精度高等显著优势，且无需真实电路的搭建，就能直观地观察到不同参数对放大电路性能指标的影响，这对于晶体管放大器的理论分析和实际应用具有极大辅助作用，有助于提高学生对放大器基本理论及应用电路的理解和运用。
1 Multisim 集成化仿真平台Multisim 是由Interactive Image Technologies 公司推出的一款电路模拟仿真软件，该软件界面友好和形象、易学易用，在绘制电路图与电路仿真过程中，可以直接从元件库中进行选择，运行环境十分逼真，且具有较强的仿真与分析能力，确保了仿真结果的实用性和真实性。
此外，它为设计者提供了多达十余种的虚拟仪器仪表，可以进行模拟/数字电路、单片机电路、自动控制电路等电子线路的仿真设计和调试。
2 晶体管放大电路的设计模拟电子技术在现代化科技发展过程中占据重要地位，而晶体管放大器则是模拟电子技术中的核心元器件，直接关系着信号的输入与输出处理。
为此，在模拟电子技术教学中，帮助学生理解与掌握该部分内容，能为学生奠定良好的专业基础。
在实际应用中，需要设计一个开环差模增益大于20000、输入失调电压低于1mV、共模抑制比大于5000、压摆率大于30V/μs 和增益带宽积大于5MHz 的晶体管运算放大器电路，图1为该电路系统的框图。
晶体管放大电器电路MULTISIM仿真实验
Duty Cycle：设置所要产生信号的占空比 。设定范围为1％-99％。
Amplitude： 设置所 要产生信 号的最大 值 (电压)，其可选范围从1μ V级到999KV。本 例选择10mV
Offset：设置偏置电压值，即把正弦波、 三角波、方波叠加在设置的偏置电压上输出
，及可选范围从lμ V级到999KV。
5. 电路噪声分析（Noise Analysis） 噪声分析用于检测电子线路输出信号的噪声功率幅 度，用于计算、分析电阻或晶体管的噪声对电路的影 响。在分析时，假定电路中各噪声源是互不相关的， 因此它们的数值可以分开各自计算。总的噪声是各噪 声在该节点的和（用有效值表示）。噪声分析操作方 法请看第1章中的1.7.6小节。图2.1.11是图2.1.1节 点“2”噪声分析仿真结果。
项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计 与实验调整相结合的产物。因此，除了掌握放大 器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的 测量和调试技术。
单管放大器静态工作点的分析
1. 函数信号发生器参数设置 双击函数信号发生器图标，出现如图 2.1.2面板图，改动面板上的相关设置，可 改变输出电压信号的波形类型、大小、占空 比或偏置电压等。
uo ui
图2.1.1电阻分压式工作点稳定放大电路
在图2.1.1电路中，当流过偏置电阻RB11和RB12 的
电流远大于晶体管的基极电流IB时（一般5～10倍）， 则它的静态工作点可用下式估算
UB RB1 VCC RB1 RB2
IE
UB UBE IC RE
UCE＝VCC－IC（RC＋RE）
输入波形
输出波形
图2.1.5 示波器显示节点8的波形
3. 直流工作点分析 在输出波形不失真情况下，点击 Options→Preferences→Show node names使 图2.1.1显示节点编号，然后点击
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南昌大学实验报告
学生姓名：罗 族 学 号: 6103413001 专业班级： 生医131班 实验类型： □ 验证 □ 综合 ■ 设计 □ 创新 实验日期：14/12/22 实验成绩：
实验十三、基于Multisim 的场效应管放大电路设计
一、实验目的
1.场效应管电路模型、工作点、参数调整、行为特性观察方法
2.研究场效应管放大器电路的放大特性及元件参数的计算；
3.进一步熟悉放大器性能指标的测量方法
二、实验内容
1.研究耗尽型MOS 场效应管共源极的放大特性。
2.研究耗尽型MOS 场效应管共源极电路输出电阻。
三、实验要求
1、正确连接好电路后，接通电源
2、改变负载电阻，分别测量输出输入电压
3、用换算法测量电路的输入输出电阻
四、实验仪器
Multisim 中的示波器、信号源、直流稳压电源、电阻、电容、场效应管等
五、实验步骤及结果 1、实验电路图
图 2
图1 原理图
2、静态工作点(RL=20kῼ)
图3 静态工作点
UG UD US ID 369.009nV 10.381V 809.611mV 10.4nA 3.改变负载电阻RL，测量输出端电压Uo
图4 改变负载
RL Uo
20kῼ21.747mV
30kῼ22.421mV
50kῼ22.992mV
4、换算法求输入输出电阻(RL=20kῼ)
图5输入输出电阻
输入电阻
关闭开关不接入R5 ,Uo1=32.619mV
打开开关即接入R5，万用表示数如右图
Uo2=21.747mV
Ri=Uo2/(Uo1-Uo2) xR5=20.003kῼ
输出电阻
接入负载时如图5，UL=32.619mV
断开负载后万用表示数如右图
Uo=35.854mV
Ro= (Uo/UL-1)xRL=1.98kῼ
3、测量电压放大倍数
（1）RL=20kῼ
增益：Av=Uo/Ui=21.6mV/9.86mV=2.19
波形图
如右
黄色为Ui绿色为Uo
（2）RL=∞
增益：Av=Uo/Ui=23.7mV/9.83mV=2.41
波形图
如右
黄色为Ui绿色为Uo
增益
R1 RL Ui Uo Av
2kῼ20kῼ9.86mV 21.6mV 2.19
2kῼ∞9.83mV 23.7mV 2.41
4、用波特图示仪观察场效应管的幅频特性和想频特性
图 6
幅频特性
想频特性
六、实验总结
由于一开始对场效应管的知识了解不够扎实，很久才调出各器件参数达到预想的效果，通过该次实验加深了对场效应管知识的掌握，理解了场效应管与晶体三极管的区别及场效应管的基本特点及运用。