实验二晶体三极管特性分析和静态工作点设置

实验二晶体三极管特性分析和静态工作点设置
04013110万晓宁
实验目的：
1.熟悉仿真软件Multisim的使用，掌握基于软件的电路设计和仿真分析方法
2.熟悉仿真软件Multisim的直流工作点分析、交流分析、温度扫描和参数扫描分析方法3.熟悉PocketLab硬件实验平台，掌握基本功能的使用方法
4.通过软件仿真，了解晶体三极管输入特性和输出特性
5.通过软件仿真和硬件实验验证，掌握晶体三极管静态工作点分析和设计方法
实验预习：

图2-1 所示电路中，双极型晶体管2N3904 的120，V BE ( on )0 . 7 电流和电压，填入表2-1 计算栏。	V。计算三机关各极

图2-1

实验内容： 一、仿真试验

1.在Multisim中搭建图2-2所示电路，利用器件扫描方式仿真双极型晶体管2N3904的输

入特性曲线

图2-2

按照实验内容要求设置对应参数，V2为参变量，扫描种类为List，Valuelist 值为0，0.3，

10；V1 为主变量，起始值为400mV，终止值为1V，步进值为30mV；扫描方式为嵌套扫 描；输出值为IB。

2.采用图2-2所示电路，利用器件扫描方式仿真双极型晶体管2N3904的输出特性曲线

按照实验内容要求设置对应参数，V1为参变量，扫描种类为List，Valuelist 值为0.8、0.85、0.9、0.95、1；V2为主变量，起始值为400mV，终止值为4V，步进值为40mV；扫描方式为嵌套扫描；输出值为IC。

双极型晶体管2N3904的输出特性曲线族

3.采用图2-2所示电路，选择直流扫描方式，扫描电源为V1，起始值为0.5，终止值为

0.9，步进值设定为0.05，输出值为				(		I	CI	B	)
双极型晶体管	与	V BE	的关系曲线

在双极型晶体管的截止区内（V BE的增大而近似线性增大；在双极型晶思考：阐述与V BE的关系，说明直流工作点设置时的注意事项 体 管的放大区内（V BE >0.7V），当V BE比较接近0.7V 时值近似不变，当V BE继续增大时

随

V BE

的增大而减小。

在进行直流工作点的设置时，既要保持

V BE

>

V BE

(on

)

，确保双极型晶体管工作在放大区内，

又要控制

V BE

在一个合适的范围内，防止因

V BE

过大而导致

值与理论值出现较大偏差。

4.采用图2-3 所示电路，利用温度扫描方式仿真双极型晶体管

与温度关系

图2-3

扫描类型设置为线性，起始值为-40，终止值为125，步进值设定为2，输出值为		(		I	CI	B	)
双极型晶体管	与温度关系曲线

5.在图2-2所示电路中，设置V1=0.7V，交流分析幅度为1V，利用交流仿真方式仿真双极

型晶体管

f

T

设定起始频率为1，终止频率为60，扫描类型为10倍频程，垂直刻度为分贝，输出值为

(		I	CI	B	)	与	f	T	关系曲线
双极型晶体管的

6.根据图2-1所示电路，在Multisim中搭建晶体三极管2N3904得直流偏置电路，选择列

出静态工作点各节点电压和各支路电流，进行直流工作点仿真，并将结果填入表2-1中

	计算值	仿真值	实测值
基极电流I B ( A )	3.47 淘	豆网	NULL
www集电极电流	tao	ocs	com
集电极电压(V)
发射极电压(V)	0.92	0.9743568	1.024
工作区域	放大区	放大区	放大区

表2-1 晶体三极管2N3904 静态工作点（						RB	2		20	k	）
7.将图2-1 中的	R B	2	改为2	k	，重新进行直流工作点仿真，完成表2-2，体会偏置设置对

三极管工作状态的影响

淘	豆网
基极电流I B ( A )
集电极电流www.tao	ocs.com
集电极电压(V)	5.00000
发射极电压(V)	1.9116915E-07
工作区域	截止区

表2-2 晶体三极管2N3904 静态工作点（						RB	2	k	）
8.将图2-1 中的	R B	2	改为80	k	重新进行直流工作点仿真，完成表2-3，体会偏置设置对三

极管工作状态的影响

淘	豆网
www.tao基极电流	ocs.com
集电极电流
集电极电压(V)	1.71434
发射极电压(V)	1.62457
工作区域	饱和区

表2-3 晶体三极管2N3904 静态工作点（

RB

2



80

k

）

二、硬件实验
本实验采用PocketLab实验平台提供的直流+5V电源和直流电压表测量工具
1.电路连接
根据图2-1在面包板上搭试电路，并将PocketLab的直流输出端+5V 和GND与电路的电

源、地节点连接。

2.节点电压测量
将PocketLab的一路输入端接到电路中的待测点，在选择的通道中直接读出各节点电压3.数据记录
将测得的电流、电压数据填入表2-1，完成计算值、仿真值和测试值的对比
实验思考：

将图2-1 所示电路中的NPN 2N3904 改为PNP 2N3906，2N3906 的								230	，
V BE	(	on	)		0 . 7	V。

重复以上步骤，计算仿真和测试QB的各极电流和集电极电压。完成表2-4。

提示：根据PNP和NPN管不同的偏压方法，可尽量保持所有元件和连接方式不变，仅采

用-5V 电源实现PNP 管偏置。 在Multisim 中建立下图所示电路，将图2-1 中的NPN 2N3904 改为PNP 2N3906，电压 V
对上图电路进行直流工作点分析

基极电流www	tao	ocs	com
集电极电流 IC (mA )	0.428	0.43172677	0.447
集电极电压(V)	-2.99	-2.97163	-2.7
发射极电压(V)	-0.945	-0.938019	-0.963
工作区域	放大区	放大区	放大区

表2-4晶体三极管2N3906静态工作点