江璐微电子实验三

1、微电子器件与电路实验报告姓名江璐学号1315212017合作人无实验时间2015.11.26实验成绩教师签名 实验名称实验三 放大器模型基础实验实验设备(1)计算机 (2)Multisim 12实验目的1.掌握使用双端口网络模型描述放大器特性的方法2.掌握放大器双端口网络模型转换3.掌握放大器的幅频特性和相频特性基础知识4.掌握开路短路时间法估算网络的3dB频率实验内容1.使用电压放大器、电流放大器、跨导放大器双端口网络模型描述放大器电路2.放大器输入输出阻抗对级联放大器的影响 3.将小信号等效电路转换为双端口网络4.开路、短路时间法估算网络3dB频率实 验 报 告 要 求1. 实验前按要求阅

2、读器件说明文档，阅读实验操作文档，熟悉实验过程及操作步骤2. 按实验报告要求操作、记录数据(波形)、处理数据(波形)实 验 记 录：实验3.1 放大器双端口网络模型(预习)估算放大器的输入/输出阻抗，电压增益使用瞬态分析法计算电路的输入/输出阻抗，电压增益，并记录相关波形使用传递函数分析电路的输入/输出阻抗，电压增益实验3.2 双端口网络放大器级联(预习)估算SABL和SBAL结构级联放大器的输入/输出阻抗，电压增益传递函数分析法分析SABL和SBAL结构级联放大器的输入/输出阻抗，电压增益，并用瞬态分析法验证增益实验3.3 小信号等效电路使用传递函数法分析电路的输入/输出阻抗，电压增益，构建

3、电压放大器双端口网络，并瞬态分析对比小信号电路和双端口网络电路的输出波形实验3.4 RC网络频率响应(预习)根据指标设计指定通带频率的RC网络交流分析设计的网络，并分析其幅频特性曲线和相频特性曲线仿真不同频率的信号在RC网络中的延迟和相位的关系实验3.5 放大器频率响应模型(预习)根据指标设计指定通带频率的网络交流分析设计的网络，并分析其幅频特性曲线和相频特性曲线仿真不同频率的信号在放大器网络中的延迟和相位的关系 微电子器件与电路实验(电子) LAB3 放大器模型基础实验实验报告 10 实验3.1放大器双端口网络模型电路设计过程(预习的时候完成，请将计算过程写在下面点划线方框中)：Rin1=R

4、in2=Rs+Rin=11 KRout1=Rout2=Rout/RL=5/20=4 K Av1=(1/Rin1)*(-7)*(Rout1)-2.545 V/VAv2=(Rin/(Rs+Rin)*(-7)*(Rout2)-25.454K V/V表格3-1 双端口网络模型参数(电流放大器)估算输入阻抗11 K输出阻抗4 K电压增益-2.545 V/V电流放大器瞬态分析电压增益-2.545411 V/V输入阻抗RT11 KV(s)1VV(T)0.48978VRin=RT=*11K=10.5593K输出阻抗RT4 KVout2.52564VVout1.2632VRout=RT=*4K=3.9976K传

5、递函数输入阻抗11 K输出阻抗4 K电压增益-2.54545 V/V表格3-1双端口网络模型参数(跨导放大器)估算输入阻抗11 K输出阻抗4 K电压增益-25.454K V/V电流放大器瞬态分析电压增益 -25.45455K V/V输入阻抗RT11 KV(s)1 VV(T)0.49264 VRin=RT=*11K=10.6808K输出阻抗RT4 KVout25.2894K VVout12.6782K VRout=RT=*4K=3.9789K传递函数输入阻抗11 K输出阻抗4 K电压增益-25.45455K V/V(1)电流放大器电流放大器瞬态分析增益，波形放在下面虚方框中，需按照要求处理波形，

6、并抓取输入和输出波形的峰值电压【波形打印出来必须清晰】。电流放大器传递函数仿真结果，结果放在下面虚方框中。(2)跨导放大器跨导放大器瞬态分析增益，波形放在下面虚方框中，需按照要求处理波形，并抓取输入和输出波形的峰值电压【波形打印出来必须清晰】。跨导放大器传递函数仿真结果，结果放在下面虚方框中。实验3.2双端口网络放大器级联表3-2 SABL结构级联放大器估算(预习)输入阻抗15K输出阻抗11.11K电压增益-24.69K V/V传递函数输入阻抗15K输出阻抗11.11111K电压增益-24.69136K V/V表3-2 SBAL结构级联放大器估算(预习)输入阻抗25K输出阻抗7.14K电压增益

7、-19.05K V/V传递函数输入阻抗25K输出阻抗7.14286K电压增益-19.04762K V/VSABL结构级联放大器瞬态分析增益，波形放在下面虚方框中，需按照要求处理波形，并抓取输出波形的峰值电压【波形打印出来必须清晰】。SBAL结构级联放大器瞬态分析增益，波形放在下面虚方框中，需按照要求处理波形，并抓取输出波形的峰值电压【波形打印出来必须清晰】。思考：SABL级联结构和SBAL结构最终的电压增益是否一致？什么原因会导致级联顺序影响电压增益？在什么情况下，级联放大器级联顺序不会影响增益？不一致 级与级之间的传输效率受输入输出电阻之比影响所有级输入电阻相等，所有级输出电阻相等实验3.3

8、小信号等效电路表3-3 小信号等效电路双端口网络模型参数输入阻抗463.3087 K输出阻抗6.6444 K电压增益3.3168 V/V构建电压放大器双端口网络，加载相同正弦信号分析该网络和小信号模型结果是否一致，波形放在下面虚方框中，需按照要求处理波形，并抓取两个电路输出波形的峰值电压【波形打印出来必须清晰】。实验3.4 RC网络频率响应表格3-4 RC网络参数R139.8KR279.6KC150nF-C2100pF设计指标fL40 Hz设计指标fH40K Hz-实测指标fL39.9922Hz实测指标fH40.0559K Hz-1Hz峰峰Tdelay0.254s谷谷Tdelay0.278s等

9、效相位角88.5661kHz峰峰Tdelay0谷谷Tdelay0等效相位角859.3m1MHz峰峰Tdelay0.25us谷谷Tdelay0.25us等效相位角-87.70电路设计过程(预习的时候完成，请将计算过程写在下面点划线方框中)：=(R1+R2)*C1 =(R1/R2)*C2 L=40Hz H=40K Hz因为C1100*C2，取C1=240*C2,设R1=20K，R2=30K代入上式可得C1=79.6nF,C2=331.6pF交流分析电路的幅频特性，相频特性，波形放在下面虚方框中，需按照要求处理波形，并抓取通带增益及上限截止频率和下限截止频率处的幅度【波形打印出来必须清晰】。交流分析

10、电路的相频特性，波形放在下面虚方框中，需按照要求处理波形，并抓取1Hz，1kHz,1MHz频率处的相位角【波形打印出来必须清晰】。交流分析1Hz输入输出信号延迟，波形放在下面虚方框中，需按照要求处理波形，并抓取峰值延迟时间和谷值延迟时间【波形打印出来必须清晰】。交流分析1kHz输入输出信号延迟，波形放在下面虚方框中，需按照要求处理波形，并抓取峰值延迟时间和谷值延迟时间【波形打印出来必须清晰】。交流分析1MHz输入输出信号延迟，波形放在下面虚方框中，需按照要求处理波形，并抓取峰值延迟时间和谷值延迟时间【波形打印出来必须清晰】。实验3.5放大器频率响应模型表格3-5 放大器频率响应设计指标fL40

11、Hz设计指标fH40K Hz估算电压增益-166.7 V/V-实测fL40.0646Hz实测fH39.9779K Hz实测电压增益-166.5 V/V-CC66.3mFCL39.8mF1Hz峰峰Tdelay0.25s谷谷Tdelay0.25s等效相位角-91.41kHz峰峰Tdelay0.5ms谷谷Tdelay0.5ms等效相位角-179.11MHz峰峰Tdelay0.25us谷谷Tdelay0.25us等效相位角92.29电路设计过程(预习的时候完成，请将计算过程写在下面点划线方框中)：Cc=0.663uF, CL=0.398nF, AV=*(-0.02)*RL=-166.7交流分析电路的幅频特性，相频特性，波形放在下面虚方框中，需按照要求处理波形，并抓取通带增益及上限截止频率和下限截止频率处的幅度【波形打印出来必须清晰】。交流分析电路的相频特性，波形放在下面虚方框中，需按照要求处理波形，并抓取1Hz，1kHz,1MHz频率处的相位角【波形打印出来必须清晰】。交流分析1Hz输入输出信号延迟，波形放