清华大学模拟电子技术课件 - EDA仿真作业题及要求-201402 - 4537

EDA仿真作业题及要求

一、 仿真作业要求

EDA仿真作业共3次，分别于第4、7、14周周二网上提交。请用Multisim软件仿真。提交作业时请将仿真电路一起提交。仿真实验报告应包括题目、分析计算结果、仿真结果（包括截图、读数、计算等）及分析、仿真中遇到的问题及解决方法、收获和体会等。

二、 第一次仿真作业题：共3题，请于第4周周二网上提交仿真电路和报告

实验目的：掌握基本元器件电路的分析方法，熟悉仿真软件环境，掌握仿真软件的基本测量手段（用万用表的交流和直流档测量电压电流量、用示波器测量和观察信号、用IV分析仪测半导体器件的特性曲线），熟悉仿真软件的基本分析方法（直流扫描分析方法）。

1、 仿真题1-1（3分）：用IV分析仪(IV Analyzer)测量二极管的伏安特性和晶体管的输出特性。要求如下：

（1） 二极管可选用小功率二极管，如1N3064。上网查阅1N3064手册

(datasheet)，了解其参数。用IV分析仪测量二极管的伏安特性，观察电流随电压变化情况，测量正向电压为0.7V左右时的电流ID以及反向击穿电压UBR，与手册上对应值比较。

（2） 晶体管可选用小功率晶体管，如2N2222A。上网查阅2N2222A手册

(datasheet)，了解其参数。用IV分析仪测量晶体管的输出特性，观察β随UCE和IC的变化情况，测量UCE为5V且IC为2mA左右时的β，与手册上对应值比较；测量并估算Early电压值VA。

2、仿真题1-2（3分）：教材习题1.17。电容C可用100uF。二极管可选用小功率二极管，如1N3064。 3、仿真题1-3（4分）：教材习题1.18。晶体管可选用小功率晶体管，如2N2222A。

三、 第二次仿真作业题：共4题，请于第7周周二网上提交仿真电路和报告

实验目的：熟悉晶体管和场效应管放大电路以及集成运放的基本设计原则，并理解放大电路性能参数的调试和测试方法、静态工作点对动态参数的影响；熟悉仿真软件的基本分析和测量方法。

1、 仿真题2-1（3分）：利用晶体管2N2222A（模型参数中的BF即β=220，RB即rbb’=0.13Ω）设计一个单电源供电的单管放大电路，电源电压为VCC = +15V。具体要求如下：

（1） 设计并调整电路参数，使电路具有合适的静态工作点，测量静态工作

点。

（2） 测量动态参数Au、Ri、Ro、fL、fH，比较Au、Ri、Ro的理论计算值与

实测值，并说明电路的特点。注意测量时输出信号不能失真。

（3） 调整电路参数，改善某一性能指标（如增大Au、或增大Ri、或减小

Ro、或增大fH）。要求先进行理论分析，然后再实验验证。

（4） 调整电路参数或输入信号大小，使输出波形产生失真，分析是何种失

真，可采取哪些措施消除并进行实验验证。（通常，当失真度较大时，能够观察到波形顶部或底部变平或者曲率变小，而当失真度较小时，则需要借助失真度仪（Distortion Analyzer）来测量。）

2、 仿真题2-2（3分）：利用MOS管2N7000设计一个单电源供电的单管放大电路，电源电压为VDD = +15V。具体要求如下：

（1） 上网查阅2N7000手册(datasheet)，了解其性能参数。

（2） 设计并调整电路参数，使电路具有合适的静态工作点，测量静态工作

点。

（3） 测量动态参数Au、Ri、Ro、fL、fH，比较Au、Ri、Ro的理论计算值与

实测值，并说明电路的特点。

（4） 调整电路参数，改善某一性能指标（如增大Au、或增大Ri、或减小

Ro、或增大fH）。要求先进行理论分析，然后再实验验证。

3、 仿真题2-3（4分）：利用晶体管或者MOS管设计一个集成运放。晶体管可选用2N2222A（β=220）和2N3702（β=133.8），电源电压可选+/-15V。MOS管可选用2N7000和BST100，电源电压可选+/-5V。具体要求如下： （1） 要求为三级放大电路，第一级采用差分放大电路。 （2） 采用电流源作为集成运放的偏置电路和有源负载。

（3） 设计并调整电路参数，使电路具有合适的静态工作点，测量静态工作

点。

（4） 测量动态参数Au、Ri、Ro、fbw、fC、UIO、IIO、IIB、SR，并说明电路

的特点。

四、 第三次仿真作业题：共3题，请于第14周周二网上提交仿真电路和报

告

实验目的：研究负反馈放大电路的应用，研究运算电路设计方法、滤波电路的特性和设计方法，熟悉信号发生及转换电路的应用及分析。进一步熟悉仿真软件的基本分析和测量方法。

1、仿真题3-2（3分）：研究滤波电路幅频特性，完成以下任务：

（1）需要实现截止频率为1kHz的低通滤波，请利用教材图7.3.9电路实现，仿真幅频特性。

（2）针对教材图7.3.9电路，观察通带电压放大倍数大于3和小于3时电路的

稳定情况。

（3）针对教材图7.3.9电路，研究两个R和两个C分别不相等时的幅频特性，总结规律。 （4）针对教材图7.3.9电路，输入幅值为0.1V频率分别为500Hz、1kHz、10kHz的方波，观察输出信号的频率和幅值，进行分析。 （5）需要实现中心频率为10kHz的带通滤波，请利用教材图7.3.18电路实现，仿真幅频特性，观察不同Q值对幅频特性的影响。

（6）需要实现截止频率分别为500Hz和20kHz的带通滤波，请设计一个四阶带通滤波电路，仿真幅频特性，并比较该电路与教材图7.3.18电路的不同。

2、 仿真题3-1（4分）：

（1）设计一个电路将电压范围为-2.5V至+2.5V的输入信号转换为0至+5V的输出信号。

2）设计一个求解一阶微分方程ui=a*uo+b*duo/dt的电路，其中a、b为常数。要求简述电路工作原理，并实际测量多个求解结果进行验证。

（

3、仿真题3-3（3分）：教材习题8.32。

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