基于multisim10單管共射放大電路靜態(tài)研究

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1、基于Multisim10單管共射放大電路靜態(tài)研究  摘要:靜態(tài)工作點是“模擬電子技術(shù)”課程中的教學(xué)重點,也是教學(xué)難點。利用仿真Multisim10軟件,對共發(fā)射極基本放大電路進(jìn)行靜態(tài)仿真測試分析,使學(xué)生在基本放大電路的學(xué)習(xí)中對靜態(tài)工作點的概念、靜態(tài)工作點對放大電路的重要性和必要性有比較清晰正確的理解,對共發(fā)射極放大電路在不同工作情況下的特點有一個比較全面的認(rèn)識。研究表明,利用Multisim10強(qiáng)大的分析功能對電子電路進(jìn)行計算機(jī)仿真,可以提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。關(guān)鍵詞:靜態(tài)工作點;Multisiml0;放大電路;電路仿真中圖分類號:TN919?34;TP319.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼:

2、A文章編號:1004?373X(2014)05?0127?040引言模擬電子技術(shù)作為高校理工科專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,工程實踐性比較強(qiáng)。由于課程知識體系和分析方法等方面的特點,學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)存在一定的困難。鑒于此,在模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)中,采取將傳統(tǒng)的電路理論分析與仿真技術(shù)相結(jié)合的方式,對課程中的重點、難點知識進(jìn)行突破,不失為一種有效的措施。5靜態(tài)工作點的概念幾乎貫穿整個“模擬電子技術(shù)”教學(xué)的始終,是本課程的教學(xué)重點,也是教學(xué)難點[1]。為了使學(xué)生在基本放大電路的學(xué)習(xí)中就對靜態(tài)工作點的概念、靜態(tài)工作點對放大電路的必要性和重要性有比較清晰正確的認(rèn)識,為模擬電路后期的學(xué)

3、期打下扎實的基礎(chǔ)。本文利用仿真Multisim10軟件,對共發(fā)射極基本放大電路進(jìn)行靜態(tài)仿真測試分析。利用計算機(jī)仿真軟件,課內(nèi)講授和課外探究相結(jié)合,化簡單抽象為具體形象,化枯燥乏味為生動有趣,充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主性,幫助學(xué)生更好地理解和掌握教學(xué)內(nèi)容[2?7]。1基本放大電路中的靜態(tài)工作點1.1靜態(tài)工作點當(dāng)輸入信號為零時,放大電路工作在直流工作狀態(tài),也稱為靜態(tài)。此時,晶體管的基極電流[IB、]集電極電流[IC、]基一射極間的電壓[UBE]和集一射極間管壓降[UCE,]統(tǒng)稱為靜態(tài)工作點參數(shù)。又因這些直流量所對應(yīng)的正是晶體管輸入輸出特性曲線上的一個點,故稱其為靜態(tài)工作點Q,

4、如圖1所示。1.2設(shè)置靜態(tài)工作點的必要性5設(shè)置合適的靜態(tài)工作點是保障放大電路正常放大信號的前提。設(shè)置靜態(tài)工作點的目的在于保證輸入信號在整個變化范圍內(nèi),工作點始終處于放大區(qū),從而使放大電路不失真地放大信號[8?9]。在如圖2所示電路中不設(shè)置靜態(tài)工作點(去掉電路的上偏電阻),利用Multisim10仿真軟件進(jìn)行仿真后觀察分析電路的輸出波形。在仿真過程中觀察到:當(dāng)輸入電壓較小時,峰值小于晶體管的基?射極間的開啟電壓,則晶體管在輸入信號的整個周期內(nèi)均截止,因此觀察不到輸出信號;進(jìn)一步調(diào)整輸入信號的幅度,幅值足夠大,晶體管也只可能在信號正半周數(shù)值大于基?射極間的開啟電壓時間段內(nèi)導(dǎo)通,輸

5、出波形必然會失真。失真波形如圖3所示。由結(jié)果引導(dǎo)學(xué)生從理論上分析輸出波形出現(xiàn)失真的原因[1,10]。基于以上仿真、觀察、分析,說明不設(shè)置靜態(tài)工作點,電路就不能正常放大輸入信號。使學(xué)生進(jìn)一步理解設(shè)置合適的靜態(tài)工作點的必要性。2共發(fā)射極基本放大電路的靜態(tài)分析2.1共發(fā)射極單管放大電路正常工作時的測試分析通過仿真技術(shù)分析單管放大電路在靜態(tài)工作點設(shè)置不同的情況下的輸出波形、靜態(tài)值等特點,使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識到了合適的靜態(tài)工作點的設(shè)置對放大電路正常放大信號的重要性。同時也使學(xué)生進(jìn)一步了解了同一放大電路在不同的工作狀態(tài)下,靜態(tài)電流、電壓的數(shù)值特點,也將此數(shù)值特點可以作為今后在電路調(diào)試中判斷電

6、路工作狀態(tài)的基本依據(jù)。3結(jié)語5將放大電路靜態(tài)工作點的知識講授與Multisim10仿真有機(jī)結(jié)合起來,對靜態(tài)工作點這個教學(xué)重點的突破不失為一種有效的途徑。首先,借助Multisim10仿真,使學(xué)生對靜態(tài)工作點設(shè)置的必要性和重要性有進(jìn)一步深刻的理解。其次,借助Multisim10仿真,將靜態(tài)工作點正確設(shè)置和不能正確設(shè)置兩種情況下,電路的輸出波形的特點、靜態(tài)工作點數(shù)值特點,形象直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前,由此創(chuàng)設(shè)情景,激發(fā)了學(xué)生探究的興趣,進(jìn)一步從理論上解釋觀察到的現(xiàn)象和數(shù)值特點。相比傳統(tǒng)的枯燥的理論講解,學(xué)生的理解效果更好。最后,借助Multisim10仿真,將不同工作情況下電路的輸出

7、波形、靜態(tài)工作點數(shù)值特點集中在一起進(jìn)行對比,為學(xué)生今后分析問題解決問題能力的培養(yǎng)打下基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)[1]任秀芳,陳世夏,王翠珍.對“模擬電子技術(shù)”中靜態(tài)工作點的教學(xué)探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2013,35(2):69?73.[2]劉貴棟,王淑娟.應(yīng)用Multisim的“電子技術(shù)基礎(chǔ)”研究性教學(xué)實踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2010,32(5):60?67.[3]曹鴻霞,冒曉莉,張加宏,等.Multisim510在單管共射放大電路中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2011,34(14):169?172.[

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