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来源: 编辑: 日期:2006-10-28 13:10:29

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5.5 三极管电路模拟

 

三极管在电子电路充当重要的角色,它既可用作放大组件,又可以用作开关组件,用途非常广泛,在此我们将逐步介绍如何测量三极管的直流待性、交流特性和特征曲线。

5.5.1  三极管直流分析

我们用单管共射放大电路为例,对三极管的放大倍数、基极电流、集电极电流等进行简单的介绍。按图5.5.1连接电路图,选取的晶体三极管为NPN型,电阻R1为47kΩ,双击设定为默认值(即放大倍数为100倍)。


图5.5.1  三极管直流

连接完电路图后,由于没有连通开关,测出基极电流为0, 集电极流ic 非常小,一般硅三极管小于1微安,锗三极管为几十至几百微安,则三极管处于截止状态。当鼠标指向开关,击左键连通开关,从图上得出ib及ic ,它们的比是一个常数,比值用表示表示。

利用测量三极管得出的基极电流ib 及集电极电ic ,我们可以计算出三极管的电流放大系数:

我们也可以利用NPN型硅管在饱和状态时Ube=0.7V,算出ib 的值,方程如下:

算得为80.85uA,与实验测得的80.86uA相符。

5.5.2  三极管交流分析

本实验是输入一个交流信号,利用信号发生器产生频率为10kHz、10mV的信号,然后利用示波器来观察三极管的输入、输出波形图,通过比较可得出结论。

 
图 5.5.1  交流分析

如图5.5.1所示,按图连接好元器件后,双击示波器,在弹出的属性对话框中,设定“A通道”为100mV,“B通道”为1V;再双击信号发生器,在弹出属性对话框中,设定“当前电压”为100mV,频率为1kHz。

为了能清楚地观察,可以通过调节示波器的Ch A刻度使波幅加大也可以通过改变输入电压值实现这一功能。以上各值均可在元器件上按键直接修改,如按可直接将A、B信号分离,便于观察。

当电路图正常连接后,右键单击“示波器” 观察A、B波形图,如图5.5.2所示,得出输入、输出信号的波形图。


图5.5.2  分析波形图

5.5.3  三极管的特征曲线


图5.5.3  特征曲线

相同的实验电路可以测量这个三极管的特征曲线。利用一台信号分析器,去掉输入的交流信号,如图5.5.3所示,双击信号分析器,屏幕即弹出信号分析器属性对话框,如图5.5.4所示:


图 5.5.4  信号分析器属性对话框

将“显示模式”设为对数模式,“赶始频率”设为1Hz,“终止频率”设为10kHz,按  返回,再按信号分析器上的按      按钮开始,此时信号分析器的显示屏上会出现分析的波形图,如图5.5.3所示。

为了更加清楚地观察输出的波形,了解三极管的特征曲线,可以指向信号分析器单击鼠标右键打开图表命令,即可观察出整个曲线图,如图5.5.5所示:


图5.5.5  信号分析图

从三极管的特征曲线中,我们可以了解到此三极管放大电路对低频信号的放大比对高频信号的放大要低。

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