BJT 共射放大电路(基于multisim)

### 设计和仿真放大电路 #### 一、元件选取与参数设定 为了构建一个基本的放大电路,在Multisim中需选择合适的晶体管和其他组件。对于给定条件下的放大电路,其主要参数已经给出:放大倍数约为3倍,集电极-发极电压\(U_{CE}\)大约为2伏特,集电极电流\(I_C\)设置成1毫安培,基极偏置电压\(U_{BQ}\)设为2.7伏特,输入信号源内阻约为20千欧姆,而输出电阻则接近于6千欧姆。 这些数值有助于初步确定所需使用的NPN型双极结型晶体管(BJT),以及围绕该晶体管周围布置其他必要的无源元件如电阻器、电容器等[^1]。 #### 二、搭建电路模型 打开Multisim软件并创建新项目文件。按照标准做法放置好BJT,并连接相应的电源轨(正负供电)。接下来依据上述提到的关键电气特性配置各个固定值电阻Rb, Rc 和 Re 来满足所需的静态工作点要求: - 0.7V)}{\left(\frac{1mA}{β}\right)} ≈ 430 kΩ \) 这里假设\( β=100 \), 并考虑到实际应用中的容差范围可适当调整此值; - \( R_E=\frac{V_E}{I_E}= \frac {V_{EE}-(-V_{E}) }{I_E }\approx 2kΩ \) 其中\( V_E≈-1V \)(考虑VE相对GND为负),\( I_E≈I_C \); - \( R_C=\frac{V_{CC}-V_{CE(sat)}}{I_C}≈3.3kΩ \). 此外还需加入耦合电容Cin,Cout用于隔直通交处理,旁路电容Ce用来稳定直流操作点的同时允许交流成分顺利通过而不受Re的影响。 ```matlab % MATLAB Code to calculate resistor values based on given parameters. Vcc = 5; % Supply Voltage (Volts) Vbe = 0.7; % Base-Emitter voltage drop across BJT (Volts) Beta = 100; % Current gain of the transistor Ic = 1e-3; % Collector current (Amperes) Ve = -1; % Emitter voltage relative to ground (Volts) Vce_sat = 0.2; % Saturation voltage between collector and emitter (Volts) Rb = (Vcc-Vbe)/(Ic/Beta); % Calculate base resistance value Re = abs(Ve)/Ic; % Calculate emitter resistance value Rc = (Vcc-Vce_sat)/Ic; % Calculate collector resistance value disp(['Base Resistor Value: ', num2str(Rb)]); disp(['Emitter Resistor Value: ', num2str(Re)]); disp(['Collector Resistor Value: ', num2str(Rc)]); ``` #### 三、运行仿真实验 完成硬件布局之后就可以启动AC Sweep Analysis分析工具来进行频率响应测试,观察增益曲线变化情况以评估所建模系统的性能指标是否达到预期目标——即实现约3倍左右的小信号电压放大效果。如果发现负载效应影响到了整体表现,则可以在输出端附加一级运算放大器构成缓冲级来改善最终输出品质[^2].
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