基于LTspice的射极跟随器仿真实验

基于LTspice的射极跟随器仿真实验

1．实验要求与目的

(1) 进一步掌握静态工作点的调试方法，深入理解静态工作点的作用。

(2) 调节电路的跟随范围，使输出信号的跟随范围最大。

(3) 测量电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。

(4) 测量电路的频率特性。

2．实验原理

在射极跟随器电路中，信号由基极和地之间输入，由发射极和地之间输出，集电极交流等效接地，所以，集电极是输入/输出信号的公共端，故称为共集电极电路。又由于该电路的输出电压是跟随输入电压变化的，所以又称为射极跟随器。

3．实验电路

射极跟随器电路如图1所示。

图1 射极跟随器

4．实验步骤

(1) 静态工作点的调整。按图1连接电路，输入信号由信号发生器产生一个幅度为1V、频率为1 kHz 的正弦信号。要注意使信号不失真输出。

(2) 跟随范围调节。增大输入信号直到输出出现失真，观察出现了饱和失真还是截止失真，再增大或减小信号，使失真消除。再次增大输入信号，若出现失真，再调节信号使输出波形达到最大不失真输出，此时电路的静态工作点是最佳工作点，输入信号是最大的跟随范围。最后输入信号增加到2.8 V，电路达到最大不失真输出如图2所示。最大输入、输出信号波形如图3所示。

图2 输出波形达到最大不失真输出是2.8V

图3 最大输入、输出信号波形

(3) 测量电压放大倍数。观察图3所示输入、输出波形，射极跟随器的输出信号与输入信号同相，幅度基本相等，所以，放大倍数A V ≈1。

(4) 测量输入电阻。测量输入电阻电路如图4所示，在输入端接入电阻R 1 = 2 k ，输入端输入频率为1000 Hz ，电压为1 V 的输入信号，进行AC 扫描结果如图4所示。电路的输入电阻为：

图4_1输入电阻测量电路

Ω≈=

k 6.29i

i

i I U

r

图3 输入电阻测试电路

图4_2 输入电阻测量结果

(5) 测量输出电阻。在测量共射极放大电路的输出电阻时，采用的是不接负载时测一次输出电压，再接负载测一次，通过计算得到输出电阻的大小(两次电压法)。这里再介绍一种测量输出电阻的方法，即将电路的输入端短路，将负载拆除，在输出端加交流电源，测量输出端的电压和电流，电路如图5_1所示。 输出电阻测试数据如图5_2所示

图5_1 输出电阻测试电路

根据测量结果电路的输出电阻为

Ω 18o

o

o ==

I U

r

图5_2 输出电阻测试结果

(6) 测量电路的频率特性。测量电路的频率特性即波特图。仍按图1电路。使用AC扫描，图6所示是幅频特性曲线和相频特性曲线，各项参数设置如图中所示。移动数轴，可以读取电路的下限频率和上限频率，求得通频带。并且从幅频曲线可以知道，在通频带内，输出与输入的比约为1∶1；从相频曲线可以看到，在通频带内，电路的输出与输入相位差为0，说明输出与输入信号同相。

图6 测量的电路的频率特性波特图

5．结论

射极跟随器具有下列特点：

(1) 电压放大倍数接近于1，输出与输入同相，输出信号跟随输入信号的变化，电路没有电压放大能力。

(2) 输入电阻高，输出电阻低，说明电路具有阻抗变换作用，带负载能力强。