自給偏壓共射極放大實驗 通訊二甲 B09622042 洪紹凱
報告內容 請參照實驗課本6~97-6~99頁, 同學若找不到課本上的阻值, 請用鄰近的阻值就可以了. 報告內容須包含: 理論推導 , Pspice模擬 , 計算數值 , 示波器圖形 , 錄製AVI檔 一併上傳至eCampus.
利用PSPICE模擬
VS Vi VS Vi VS 峰對峰值 = 20mV Vi 峰對峰值 = 15mV
VS Vo VS Vo VS 峰對峰值 = 20mV Vo 峰對峰值 = 13V
Vi Vo Vi Vo Vi 峰對峰值 = 15mV Vo 峰對峰值 = 13V
示波器 測量VS VI VS 峰對峰值 = 28.2 mV VI 峰對峰值 = 16 mV
示波器 測量VI VO VI 峰對峰值 = 20 mV VO 峰對峰值 = 1.88 V
實測值計算 Av Avs = 1.88V / 20mV = -94 相位相反 Avs = Vout / Vs .Av = Vout / Vin = 1.88V / 20mV = -94 相位相反 Avs = Vout / Vs = 1.88V / 28.2mV = -66.67 相位相反
如何計算增益? Ic = (Vcc-Vce) / Rc *gm = Ic / nVt = ( 9v – 4.15v) / 5.1K 在未加上VS交流訊號時，用三用電表測出的數值 VBB = 1.05V ， VBE = 0.61V ， VE = 0.48V ， VCE = 4.15V Ic = (Vcc-Vce) / Rc = ( 9v – 4.15v) / 5.1K = 0.95mA nVt (n=1) = 300°k / 11600 = 0.026 v *gm = Ic / nVt = 0.94mA / 0.026 = 0.036 S *rπ= β * 1 / gm = 185 * 1 / 0.036 = 5000
如何計算增益? rL = RC // RL = 5.1k // 5.1k = 2.55k (輸出總負載) Vout = -gm*Vπ*rL = -0.036 * 0.61 * 2.55k = -55.998 V Vin = Vπ+ VE = Vπ+ ( ie * RE ) = Vπ+ ( ib + gm*Vπ) RE = Vπ+ [( Vπ/ rπ) + gm*Vπ] RE = { 1+ [ ( 1 / rπ)+gm ] RE } Vπ = { 1+ [ ( 1 /5000)+0.036 ] 510 } *0.61 = 11.87 V
如何計算增益? 4.Av = Vout / Vin = -55.998V / 11.87V = -4.72 = (-gm*Vπ*rL ) / { 1+ [ ( 1 / rπ)+gm ] RE } Vπ = (-gm*rL ) / { 1+ [ ( 1 / rπ)+gm ] RE } = (-gm*rL* rπ) / [ rπ + ( 1+ gm* rπ ) RE ] = (-β*rL ) / [ rπ + ( 1+ β) RE ] = (-185*2.55k ) / [ 5000 + ( 1+ 185) 510 ]= -4.72 註 : If ( 1 + β ) RE >> rπ Av = - ( rL / RE ) 2. If RE 並上一大電容 Xce = 1 / ( 2π* f * CE ) f →∞ => Xce→0 Av = -gm*rL = -0.036*2.55k = -91.8
如何計算增益? 5. Vin = { 1+ [ ( 1 / rπ)+gm ] RE } Vπ = 11.87 V ib = Vπ/ rπ r ib = Vin / ib ={ [ 1+ [ ( 1 / rπ)+gm ] RE ] } / (1 / rπ ) = rπ + ( 1 + gm *rπ )RE = rπ + ( 1+ β) RE 註 : 1. If 由5式得知 r ib 會因RE上升而增加 2. If 並上CE電容 => Xce = 0 => r ib = rπ
如何計算增益? 6. rin = RB // rib = 8.7k // 5k = 3.18k 7.Avs = Vout / Vs = ( Vout / Vin ) / ( Vin / Vs ) =Av * [ rin / ( Rs + rin ) ] = -91.8 * [ 3.18k / ( 1k + 3.18k )] = -69.8
實測值與理想值對照 示波器實測 理想計算 Av -94 -91.8 Avs -66.67 -69.8
參考資料 王志湖老師之電子學實驗課