分压式偏置放大电路仿真设计
3-场效应管电路仿真
实验三 场效应管电路仿真实验1、结型场效应管构成的共源放大电路如仿真题图3-1所示，输入信号为t v i 10002sin 10π= mV 。
（1） 仿真静态工作点。
（2） 仿真输入电压、漏极电流及负载上的输出电压波形。
（3） 仿真电路的输入电阻、输出电阻、中频增益及频带宽度。
图3-12、结型场效应管组成的分压式偏置电路如图3-2所示，设JFET 模型参数为： .model J2N4393 NJF(Beta=0.2m Betatce=-.5 Rd=1 Rs=1 Lambda=6m Vto=-1.422 + Vtotc=-2.5m Is=205.2f Isr=1.988p N=1 Nr=2 Xti=3 Alpha=20.98u + Vk=123.7 Cgd=4.57p M=.4069 Pb=1 Fc=.5 Cgs=4.06p Kf=123E-18 + Af=1) * National pid=51 case=TO18 * 88-07-13 bam BVmin=40用PSpice 对电路进行交流分析，求出中频区的电压增益。
图3-23、结型场效应管组成的放大电路如图3-3所示，设JFET 的型号取J2N4393，已知输入信号t v i ωsin 10=mV ，试利用PSpice 的瞬态分析求出放大电路中频段的输入电阻和输出电阻。
图3-34、共漏极场效应管放大电路如图3-4所示，JFET 的型号为2N4393，模型参数按默认值。
已知输入信号t v i ωsin =（mV ）， (1) 用PSpice 仿真绘制输出电压o v 的波形(2) 利用PSpice 的交流分析，求出放大电路的中频电压增益。
图3-45、两极放大电路如图3-5所示，场效应管型号为J2N4393，三极管用Q2N2907A 。
当外接负载4=L R k Ω时，试用PSpice 仿真电路的电压增益v A 。
图3-5。
分压式偏置放大电路实验教学设计及分析研究
分压式偏置放大电路实验教学设计及分析研究作者：邓龙李财盛来源：《科学导报·学术》2020年第44期摘 ;要：放大电路的静态分析和动态研究是模拟电子技术的重要基础，合理设计实验教学以配合理论学习，能够为后续模拟电路的学习打下坚实基础。
文章讨论了分压式偏置放大电路的实验设计思路，详细分析了电路参数改变对电路性能的影响，为实验教学提供参考。
关键词：放大电路;实验教学;设计与分析1.背景及意义电工电子实验作为电工电子技术的重要组成部分，能够培养学生理论运用、实践动手和综合分析能力。
研究实验设计的原理，合理的构建实验，进行有效的教学引导，有利于学生对所学理论建立直观认识，激发学习兴趣、巩固理论知识。
对于实验教师而言，掌握实验的设计、教学和分析方法，便于理顺教学思路、梳理重难点，便于根据学情合理的调整实验内容，便于预测实验中可能出现的问题及其解决方案，从而提高教学质量。
分压式偏置放大电路具有较为稳定的静态工作点，在多级放大电路通常作为中间级，此电路在放大电路的理论、实验教学中都具有典型性。
2.实验设计与教学思路为达到较好的实验教学目的，按照循序渐进、由简到难的原则，设计本实验，主要分为以下三个部分：2.1 元器件的测试利用万用表核验元器件的好坏及其精准度。
发现异常，及时报告，采取更换设备或者现场维修等方式进行处理。
过程中，要提示学生要注意万用表的档位切换。
2.2 静态分析与测量理论学习中，分压式偏置放大电路的静态分析，是已知电路工作在放大状态，并已知晶体管放大倍数β的情况下展开的。
而实验中，与理论学习有所区别，主要原因就是需要判断电路是否工作在放大状态，β值也需要测算。
为使电路工作在放大状态，需要先进行估算，确定范围，而后调节电位器，使得电路符合放大要求。
实验指导时需要讲清此区别。
2.2.1晶体管静态工作点的确定方法通过晶体管放大电路的输出特性曲线（交流负载线与直流负载线），可以分析出，当左右时，放大电路静态工作点处在比较理想的放大状态，不容易出现失真。
(完整版)7分压式偏置放大电路
2分压式偏置放大电路2．1 分压式偏置放大电路的构成分压式偏置放大电路以下图。
V 是放大管； RB1、 RB2 是偏置电阻， RB1 、 RB2 构成分压式偏置电路，将电源电压 UCC 分压后加到晶体管的基极； RE 是射极电阻，仍是负反应电阻； CE 是旁路电容与晶体管的射极电阻 RE 并联， CE 的容量较大，拥有“隔直、导交”的作用，使此电路有直流负反应而无沟通负反应，即保证了静态工作点的稳固性，同时又保证了沟通信号的放大能力没有降低。
．图 a 图 b2．2 稳固静态工作点的原理分压式偏置放大电路的直流通路如图 a 所示。
当温度高升，IC 跟着高升，I E 也会高升，电流I E流经射极电阻 RE 产生的压降 UE 也高升。
又因为 UBE= UB- UE，假如基极电位U B 是恒定的，且与温度没关，则U BE 会随 UE 的高升而减小， IB 也随之自动减小，结果使集电极电流 IC 减小，进而实现 IC 基本恒定的目的。
假如用符号“”表示减小，用“”表示增大，则静态工作点稳固过程可表示为：T I C I EUBE U B U E且U B 恒定U BE IBI C U E要实现上述稳固过程，第一一定保证基极电位U B 恒定。
由图 b 可见，合理选择元件，使流过偏置电阻 RB1 的电流 I1 比晶体管的基极电流IB 大好多，则 UCC 被 RB1 、 RB2 分压得晶体管的基极电位UB ：U BR B 2U CCRB1RB 2RE。
这类负反应在直流条件下起稳固静态分压式偏置放大电路中，采纳了电流负反应，反应元件为工作点的作用，但在沟通条件下影响其动向参数，为此在该处并联一个较大容量的电容CE，使 RE 在沟通通路中被短路，不起作用，进而免去了RE 对动向参数的影响。
．2．3 电路定量剖析1．静态剖析I E U E U B U BE R B2 U CC R E R E R B1 R B 2 R EI BQ I E ICQIBQ 1依据定理可得输出回路方程U CC I C R C U CE I E R EU CEQ U CC I C R C I E R E U CC I CQ(R C R E )2．4动向剖析由分压式偏置放大电路图 A 可得沟通通路如图 C 所示及微变等效电路如图 D 所示图 C 分压式偏置电路的沟通通路图 D 分压式偏置电路的沟通微变等效电路（ 1）电压放大倍数K输入电压U sr i i r i i b r be 输出电压 U sc i c R'L i b R'LK Usc i b R'L R C / /R L Usr i b r be r be（2）输入电阻r sr r sr R b1 / / R b 2 / / r be（ 3）输出电阻r sc r sc R C设计举例：要求设计一个工作点稳固的单管放大器，已知放大器输出端的负载电阻R L =6KΩ，晶体管的电流放大系数β =50 ，信号频次f= KH z, 电压放大倍数K≥100，放大器输出电压的有效值U SC≥ 2.5V 。
7分压式偏置放大电路精品文档11页
2 分压式偏置放大电路2．1 分压式偏置放大电路的组成分压式偏置放大电路如图所示。
V 是放大管；R B1、R B2是偏置电阻，R B1、R B2组成分压式偏置电路，将电源电压U CC 分压后加到晶体管的基极；R E 是射极电阻，还是负反馈电阻；C E 是旁路电容与晶体管的射极电阻R E 并联，C E 的容量较大，具有“隔直、导交”的作用，使此电路有直流负反馈而无交流负反馈，即保证了静态工作点的稳定性，同时又保证了交流信号的放大能力没有降低。
． 图a 图b 2．2 稳定静态工作点的原理分压式偏置放大电路的直流通路如图a 所示。
当温度升高，I C 随着升高，I E 也会升高，电流I E 流经射极电阻R E 产生的压降U E 也升高。
又因为U BE=U B-U E ，如果基极电位U B 是恒定的，且与温度无关，则U BE 会随U E 的升高而减小，I B 也随之自动减小，结果使集电极电流I C 减小，从而实现I C 基本恒定的目的。
如果用符号“ ”表示减小，用“ ”表示增大，则静态工作点稳定过程可表示为：要实现上述稳定过程，首先必须保证基极电位U B 恒定。
由图b 可见，合理选择元件，使流过偏置电阻R B1的电流I 1比晶体管的基极电流I B 大很多，则U CC 被R B1、R B2分压得晶体管的基极电位U B ：分压式偏置放大电路中，采用了电流负反馈，反馈元件为R E 。
这种负反馈在直流条件下起稳定静态工作点的作用，但在交流条件下影响其动态参数，为此在该处并联一个较大容量的电容C E ，使R E 在交流通路中被短路，不起作用，从而免除了R E 对动态参数的影响。
．2．3 电路定量分析↑↓1．静态分析根据定理可得输出回路方程 2．4动态分析由分压式偏置放大电路图A 可得交流通路如图C 所示及微变等效电路如图D 所示 图C 分压式偏置电路的交流通路 图D 分压式偏置电路的交流微变等效电路（1）电压放大倍数K输入电压 sr i i b be U i r i r == 输出电压 ''sc c L b L U i R i R β=-=-⋅（2）输入电阻sr r 12////sr b b be r R R r = （3）输出电阻sc r sc C r R =设计举例：要求设计一个工作点稳定的单管放大器，已知放大器输出端的负载电阻RL =6KΩ，晶体管的电流放大系数β=50，信号频率f=KH z,电压放大倍数K ≥100，放大器输出电压的有效值U SC≥2.5V 。
分压式射极偏置电路估算输入电阻、输出电阻和电压放大倍数
分压式射极偏置电路估算输入电阻、输出电阻和电压放大倍数估算输入电阻、输出电阻和电压放大倍数图7-1-17 分压式偏置电路（a ） 分压式偏置电路 （b ）直流通路 （c ）交流通路图7-1-17c 所示为分压式偏置电路的交流通路，交流通路与共射极基本放大电路的交流通路相似，等效电路也相似，其中RB= RB1// RB2。
所以，输入电阻、输出电阻和电压放大倍数的估算公式完全相同。
分压式偏置电路的静态工作点稳定性好，对交流信号基本无削弱作用。
如果放大电路满足I I BQ>>2和 U U BEQBQ>>两个条件，那么静态工作点将主要由直流电源和电路参数决定，与晶体管的参数几乎无关。
在更换晶体管时，不必重新调整静态工作点，这给维修工作带来了很大方便。
所以分压式偏置电路在电气设备中得到非常广泛的应用。
固定偏壓的小信號分析【共射極放大不含RE 電阻】Rc 10kRb 2MCo 1uRL 10k2N2222Vo1Vcc 15VoIe+Ci 1u=100圖一實習步驟一【交流分析】:1. 依序將電子零件接好如電晶體固定偏壓電路. 圖一2. 輸入信號Vs 為0.01Vp-p/1KHz 之正弦波3. 請同學試著利用課堂所學習的交流分析技巧，求出其Ri 、Ro 、Av 、Ai計算過程:IB=(15-0.7)/RB=14.3V/2M=7.15uAr π=25mV/IB=25mV/7.15uA=3.496K re=25mV/IE= r π/ 1+β=35ΩRi ＝2M // r π=3.496KRo ＝RC //RL =10K//10K=5kAv ＝-(Rc)’/re=- Ro/ re=-5K/35Ω=-142Ai ＝|A V * Zi/Rio|=142*3.5K/10K =49.74. 利用模擬軟體設定交流分析→分析/暫態分析分析設定 →顯示時間0-5m （s ），其他預設 分析結果如下請同學習利用【游標量測工具】進行量測其交流電壓信號之Vp-p值V o=V o1=2.8Vp-pVs=20mVp-p可計算出Av＝2.8/20m5.繼續將圖修改成圖二 利用模擬軟體求出其Ri、Ro求得Ri= k求得Ro= k6.回至圖一，繼續將輸入信號Vs移去，按下鈕量測出直流射極電流量測得到Ie＝uA依照公式re= 25mv / IE ＝A V=-RC / re＝實習步驟二【直流分析】工作點及輸出入波形→如電晶體固定偏壓電路. 圖一中依序將RB值做更動修改，並測量下列表格數值，並紀錄在其表格中RB Vi(p-p) Vc(直流) Vo(p-p) Av50k1M2M5M10M當RB= 時→電晶體趨近飽和→波形失真當RB= 時→電晶體趨近截止→波形失真得到結論，固定偏壓的小信號放大，需將電路設計在工作點於直流負載線之區上較恰當實習步驟三【頻率分析】→如電晶體固定偏壓電路. 圖一中，利用模擬軟體設定交流分析→分析/交流分析/交流轉移函數分析設定理論值Av（db）=20log140=43（db）起始頻率終止頻率測試點數量掃描方式圖10HZ 10M 300 對數振幅啟動游標量測工具於1Khz時之增益＝（db）此放大電路之最大增益= （db）上截止頻率fH＝HZ下截止頻率fL＝HZBW＝fH－fL＝HZ固定偏壓的小信號分析【共射極放大-含RE電阻（2k）】+實習步驟一【交流分析】:5. 依序將電子零件接好如電晶體固定偏壓電路. 圖一6. 輸入信號Vs 為0.01Vp/1KHz 之正弦波7. 請同學試著利用課堂所學習的交流分析技巧，求出其Ri 、Ro 、Av 、Ai計算過程: Ri ＝Ro ＝Av ＝ Ai ＝並重複做全部上列步驟 並使用ctrl ＋c 及ctrl ＋V 紀錄下來做成電子實習報告書共集电极放大电路仿真与调试（三极管结构）图1 共集电极放大电路1．电路仿真测试：把图1的共集电极放大电路输入到EWB仿真软件中，进行放大电路的性能指标参数测试。
分压式偏置放大电路仿真设计
图1-1 分压式偏置放大电路
3、设计步骤
(2)选择合适的元器件参数，设置一个合适的静态工作点。
我们不妨设基极电位为4V，这样就可以确定R1， R2的关系，其取值如图所示，接着设置UCE，取UCE=6V 左右，不妨取集电极电流IC=1mA左右，这样可确定R4， R5的数值，选择合适的电容，建立电路，接着就对电路 进仿真分析。
仿真项里的分析工具DC Operating Point Analysis 可检查设置的静态工作点是否合适。在仿真项里，还有 很多分析工具，像参数扫描工具，在电路设计中很有用， 在这里就不多作介绍了。
3、设计步骤
(3)用仿真工具分析设置的电路是否达到指标。
用示波器观察输出信号的波形，用波特图示仪测 试其电压放大倍数，用失真度测试仪测试失真度。其 结果如图1-2、图1-3和图1-4所示。
3、设计步骤
图1-2 所设计电路的输入、输出波形
3、设计步骤
图1-3 波特图测得的幅频特性
3、设计步骤
图1-4 失真仪观察输出信号失真度
4、分析测试
(1) 直流工作点仿真分析结果如图1-5所示。
图1-5 直流工作点分析结果
4、分析测试
(2) 示波器显示的放大电路输入、输出波形如图1射极放大电路，晶体管的型 号任选，直流电压为12V，负载电阻RL=2.7kΩ。 要求电路输入电阻大于50kΩ，当输入信号小于等于 10mA时，输出信号失真度小于20dB，中频电压放大 倍数为50，并测量该电路的上下限截止频率。
3、设计步骤
(1) 根据要求建立电路，如图1-1所示。
图1-6 分压式偏置放大电路的输入、输出波形
电工电子虚拟仿真实验
任务
分压式偏置放大电路仿真设计
分压偏置式共射放大电路
1、电路图：
部分元器件的作用
RE作用 引入直流反馈稳定Q CE作用 抑制交流负反馈 RB1、RB2作用 提供基极偏置固定UB点电位
分压偏置式放大器静态分析
画直流通道图
元器件作用
电容视为开路
分压偏置式放大器稳定Q点的原理
静态工作点估算
UB
VCC RB1 RB2
RB2
不随温度改变
I EQ
UB
U BEQ RE
ICQ
稳定静态工作点原理
U CEQ VCC (RC RE )I CQ
T(OC) ICQ UE UBE I BQ ICQ
分压偏置式放大器的动态特性
画出交流通道图
与固定偏置式共射放大器比
输入电阻
Ri RB2 // RB1 // RBE RBE 只要RB2、RB1远远大于RBE则等式成立
(mV ) (mA)
300 (1 50) 26 960 1k 2.1
Ri Rbe // RB2 // RB1 1//10 // 20 1K
R R 2K o C Ro RC 2K
Au
RL RBE
50 1.2 1
60
小结
1、分压式共射放大器的功能 稳定静态工作点 动态特性不变
其它动态特性指标与固定 偏置式的相同
举例分析分压式放大器的特性
已知：RB1 20K、RB2 10k、Rc 2K、RE 1K、RL 3K、
50、V cc 12V试画出交、直流通道图，试分析UCEQ、计算R0、Ri、Au
直 流 通 道 图
例题的静态计算
UB
分压式偏置共发射极放大电路的仿真教学研究
分压式偏置共发射极放大电路的仿真教学研究作者：贾哲来源：《卷宗》2020年第15期摘要：应用Multisim仿真软件，对分压式偏置共发射极放大电路的静态工作点稳定性和动态性能进行测试分析。
对比了固定式和分压式偏置共发射极放大电路的静态工作点受温度的影响情况，让学生对分压式偏置放大电路特点和功能有了更深入的认识。
关键词：Multisim;电路仿真;静态工作点;放大电路1 引言《电子技术》是我校相关专业的一门必修专业基础课程，对后续专业课程的学习具有重要支撑作用。
该课程具有原理抽象、内容繁杂、工程性和实践性强等特点，进行特定分析计算时，往往采用工程的观点进行估算，给教学双方都带来了一定困难。
随着计算机仿真技术的发展，各类电路仿真软件也相继涌现，Multisim就是其中优秀的一款仿真软件，它具有形象直觀的人机交互界面，能仿真出真实电路的结果。
将其应用电子技术教学中，可使学生形象直观地看到电路工作的过程，加深对电路的理解。
分压式偏置共射极放大电路是电子技术中一种典型电路，具有可稳定静态工作点、放大能力强、输出电压与输入电压反相等特点。
本文将根据该电路的教学内容，结合Multisim仿真教学演示的方式进行探讨研究。
2 静态工作点稳定原理分压式偏置电路是在固定偏置式放大电路的基础上改进得来的，从电路的组成来看，一是将前面讨论的基本放大电路中的基极偏置电阻Rb分成上偏置电阻Rb1和下偏置电阻Rb2两部分;二是在三极管的发射极电路中串接了电阻Re和旁路电容Ce。
在I2»IBQ和UBQ»UBEQ的条件下，UBQ与三极管的参数无关，仅由电源电压和Rb1、Rb2的分压电路决定;UBEQ可忽略掉，UEQ与UBQ近似相等。
如果温度T升高，ICQ增大，IEQ也增大，于是Re上的电压降UEQ=IEQRe也增大。
因为UBQ基本上是不变的，可知UBEQ减小，从而导致IBQ也减小。
由ICQ≈βIBQ可知道，ICQ也减小，使工作点恢复到原来设定的位置。