1）实验要求

（1）掌握Multisim 12常用分析方法的使用。

（2）分析工作点稳定的共发射极放大电路性能指标。

2）Multisim 12仿真分析

（1）建立工作点稳定的共发射极放大电路（图5.66）。

将NPN型晶体管（2N2222A）的电流放大系数设置为80，正弦波输入信号频率为1 kHz、幅值为10 mV，输入端电流表设置为交流模式。

（2）静态工作点分析

直流工作点分析（又称静态工作点分析）是对电路进行进一步分析的基础，主要用来计算电路的静态工作点，此时电路中的交流电源将被置为零，电感短路，电容开路。进行静态工作点分析时需将电路的节点编号显示在电路图上，并需要选择待分析的节点（变量）。

在菜单栏中依次执行Simulate/Analyses/DC Operating Point（直流工作点分析）命令，设置图5.66中的节点3、4、5、IB、IC为输出节点（变量），得出如图5.67所示的静态工作点分析结果，从图5.67中可读出各节点的电压值（相对于零电位）以及基极、集电极电流：

UB=3.89 V，UE=3.25 V，UC=8.79 V，IBQ=17.2 μA，ICQ=1.3 mA，并和理论计算值相比较。

（3）直流扫描分析

图5.66　工作点稳定的共发射极放大电路

图5.67　静态工作点分析结果

直流扫描分析（DC Sweep Analysis）是利用直流电源来分析电路中某一节点上的直流工作点的数值变化情况。直流扫描分析能够快速根据直流电源的变化范围确定电路的直流工作点，相当于每变动一次直流电源的数值，则对电路进行多次不同的仿真。

在菜单栏中依次执行Simulate/Analyses/DC Sweep Analysis（直流扫描分析）命令，选择VCC为扫描的直流电源，设置开始扫描的电压值为0 V，结束扫描的电压值为20 V，选择图5.66中的节点4为输出节点（变量），得到图5.68所示的集电极电位随电源电压变化的直流扫描分析结果。

图5.68　集电极电位直流扫描分析结果

（4）交流分析

交流分析即分析电路的频率特性，是一种线性分析方法。交流频率分析是在分析电路直流工作点的基础上，对各个非线性元件作线性化处理，得到线性化的交流小信号等效电路，最后得到电路的幅频特性和相频特性。在进行交流分析时，无论电路的输入端为何种信号输入，都将自动设置为正弦波信号。

在菜单栏中依次执行Simulate/Analyses/AC Analysis（交流分析）命令，可得到被分析节点（节点6）的频率特性（幅频特性和相频特性）曲线，如图5.69所示。

图5.69　交流分析结果

（5）参数扫描分析

在菜单栏中依次执行Simulate/Analyses/Parameter Sweep（参数扫描）命令，在参数扫描分析对话框中，设置扫描方式为List（取列表值扫描），设置R2扫描时的3个不同电阻值为10 kΩ、20 kΩ、28 kΩ，可得到被分析节点（节点6）的参数扫描分析结果，如图5.70所示。从分析结果可以看出，当电阻R2的阻值变化时，静态工作点发生变化，导致输出电压波形不同。

图5.70　参数扫描分析结果(www.daowen.com)

（6）温度扫描分析

温度扫描分析用来研究温度变化对电路性能的影响，相当于在不同的工作温度下进行多次仿真。

在菜单栏中依次执行Simulate/Analyses/Temperature Sweep（温度扫描）命令，将弹出温度扫描分析对话框，设置扫描方式为List（取列表值扫描），选择扫描温度为0℃、27℃、120℃，可得到被分析节点（节点6）的温度扫描分析结果，如图5.71所示。从分析结果可以看出，随着温度升高，输出电压幅值减小，温度变化影响电路的静态工作点。

图5.71　温度扫描分析结果

（7）放大倍数分析

打开仿真开关，通过示波器观察电路的输入波形和输出波形，如图5.72所示。

图5.72　共发射极放大电路输入波形和输出波形

从示波器面板上通过读数指针测得输出信号的幅值为283 mV，输入信号的幅值为5.8 mV，电压放大倍数Au为48.8。

将负载电阻RL设为开路，适当调整示波器B通道参数，从示波器面板上测得空载时电路输出信号的幅值为521 mV，空载电压放大倍数Au′为89.8。

（8）输入电阻、输出电阻分析

输入端电流表的读数为2.9 μA，而输入电压有效值为4.1 mV，所以输入电阻Ri=Ui/Ii=1.4 kΩ。

输出电阻Ro=（Uo′-Uo）RL/Uo，其中Uo′是负载电阻开路时的输出电压。计算输出电阻Ro=2 kΩ。

（9）频带宽度分析

打开仿真开关，双击波特图仪，观察放大电路的幅频响应曲线，如图5.73所示。

图5.73　共发射极放大电路的幅频响应

通过读数指针测得中频段电压放大倍数为34 dB，再移动读数指针找出电压放大倍数下降3 dB时对应的两处频率，即可测得下限截止频率fL和上限截止频率fH分别约为150 Hz和35 MHz，电路频带宽度约为35 MHz。

（10）旁路电容开路分析

连接上负载电阻RL，设置发射极旁路电容C3为开路，适当调整示波器B通道参数，再测量、计算电压放大倍数，并说明旁路电容的作用。

用步骤（7）中同样的方法可测出此时电路的电压放大倍数为0.49（如图5.74），可见发射极电阻在稳定静态工作点的同时也使电路电压放大倍数急剧下降（Re越大电压放大倍数下降越多），并联旁路电容的作用是使发射极电阻交流短路，使电压放大倍数不致下降。

图5.74　旁路电容开路时电路的输入波形和输出波形

（11）将图5.66中R2设为100 kΩ，这时因静态工作点过低使得电路的动态范围减小，在输入较大信号时电路将出现截止失真，如图5.75所示。

图5.75　电路动态范围减小引起的截止失真