基于Multisim的三極管放大電路仿真分析

    0 引言

    放大電路是構成各種功能模擬電路的基本電路，能實現對模擬信號最基本的處理--放大，因此掌握基本的放大電路的分析對電子電路的學習起著至關重要的作用。三極管放大電路是含有半導體器件三極管的放大電路，是構成各種實用放大電路的基礎電路，是《模擬電子技術》課程中的重點內容。在課程學習中，一再向學生強調，放大電路放大的對象是動態信號，但放大電路能進行放大的前提是必須設置合適的靜態工作點，如果靜態工作點不合適，輸出的波形將會出現失真，這樣的“放大”就毫無意義。什么樣的靜態工作點是合適的靜態工作點；電路中的參數對靜態工作點及動態輸出會產生怎樣的影響；正常放大的輸出波形與失真的輸出波形有什么區別；這些問題單靠課堂上的推理及語言描述往往很難讓學生有一個直觀的認識。在課堂教學中引入Multisim仿真技術，即時地以圖形、數字或曲線的形式來顯示那些難以通過語言、文字表達令人理解的現象及復雜的變化過程，有助于學生對電子電路中的各種現象形成直觀的認識，加深學生對于電子電路本質的理解，提高課堂教學的效果。實現在有限的課堂教學中，化簡單抽象為具體形象，化枯燥乏味為生動有趣，充分調動學生的學習興趣和自主性。

    1 Multisim 10簡介

    Multisim 10是美國國家儀器公司（NI公司）推出的功能強大的電子電路仿真設計軟件，其集電路設計和功能測試于一體，為設計者提供了一個功能強大、儀器齊全的虛擬電子工作平臺，設計者可以利用大量的虛擬電子元器件和儀器儀表，進行模擬電路、數字電路、單片機和射頻電子線路的仿真和調試。

    Multisim 10的主窗口如同一個實際的電子實驗臺。屏幕中央區域最大的窗口就是電路工作區，電路工作窗口兩邊是設計工具欄和儀器儀表欄。設計工具欄存放著各種電子元器件，儀器儀表欄存放著各種測試儀器儀表，可從中方便地選擇所需的各種電子元器件和測試儀器儀表在電路工作區連接成實驗電路，并通過“仿真”菜單選擇相應的仿真項目得到需要的仿真數據。

    2 三極管放大電路的仿真分析

    本文以圖1所示的阻容耦合三極管單級放大電路作為分析對象，分別進行靜態分析和動態分析。靜態分析將分析電路的直流工作情況，動態分析將分析電路對交流信號的放大情況。

    根據實驗電路圖，在Multisim界面下模擬連接電路，確定電路中的各元器件參數，使用Multisim虛擬儀器進行在線測量。與理論分析一樣，仿真分析時應遵循“先靜態，后動態”的原則。首先獲取電路的靜態工作點數據，再輸出電路的動態輸出情況。這里將利用“直流工作點分析”功能讀取靜態工作點數據，利用虛擬儀器“示波器”觀察三極管的輸入/輸出波形。