系統(tǒng)環(huán)境配置
使用的軟件名稱和版本型號如下所示,軟件界面圖如圖1-1所示:
軟件名稱:Multisim
軟件版本:14.0.0
圖1-1軟件界面圖
2、仿真實際電路
圖1-2是要進(jìn)行仿真的電路,三極管的基極電源采用5V直流,三極管的集電極電源采用12V直流。
圖1-2 仿真電路
3、綜合分析電路
如何判斷三極管電路是處于放大狀態(tài)還是飽和狀態(tài)(開關(guān))?
三極管處于放大狀態(tài),書本所教的是:發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)反向偏置;
三極管處于飽和狀態(tài),書本所教的是:發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)正向偏置;
其中補(bǔ)充理論:
發(fā)射結(jié)指的是三極管基極指向發(fā)射極存在一個等效二極管;
集電結(jié)指的是三極管基極指向集電極存在一個等效二極管;
可以參照第一期內(nèi)容中晶體管知識,如圖1-3所示:
圖1-3 晶體管的PN結(jié)
第一步:分析三極管電路的基極電位和基極電流
圖1-3 仿真電路
圖1-3所示,基極電阻Rb為20kΩ,基極電源為5V,三極管導(dǎo)通閾值電壓Vbe=0.7V,那么基極電流Ib可以求得:
所以基極電流Ib=215uA,基極電位Vb=0.7V。
第二步:假設(shè)三極管狀態(tài)為飽和狀態(tài)
假設(shè)三極管直流增益參數(shù)hfe=100,那么三極管處于飽和狀態(tài)時,直流增益不起作用,且放大倍數(shù)不會有100倍,這里假設(shè)只有50倍,所以集電極電流為:
那么集電極電位可以求得:
根據(jù)上述基極電位Vb=0.7V,集電極電位Vc=10.925V,發(fā)射極電位Ve=0V,可以求得發(fā)射結(jié)電位和集電結(jié)電位:
發(fā)射結(jié)電位:
集電結(jié)電位:
實際求得發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)反向偏置,所以三極管處于飽和狀態(tài)假設(shè)不成立。
第三步:假設(shè)三極管狀態(tài)為放大狀態(tài)
假設(shè)三極管直流增益參數(shù)hfe=100,那么三極管處于放大狀態(tài)時,直流增益有100倍,所以集電極電流為:
那么集電極電位可以求得:
根據(jù)上述基極電位Vb=0.7V,集電極電位Vc=9.85V,發(fā)射極電位Ve=0V,可以求得發(fā)射結(jié)電位和集電結(jié)電位:
發(fā)射結(jié)電位:
集電結(jié)電位:
實際求得發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)正向偏置,所以三極管處于放大假設(shè)成立。
4、實際中怎么直接判斷三級掛狀態(tài)
由第三步可以看出,這個步驟雖然結(jié)論正確,但是計算過于復(fù)雜,在實際中不會這么精確的判斷,這里在實際中總結(jié)一種粗略的判斷方法:如果基極電流有1mA,那么三極管作開關(guān)管,否則就是放大管。
圖1-4 仿真電路
如圖1-4所示,求得三極管基極電流為:
所以三極管作放大管!
審核編輯:劉清