【摘 要】本文介绍了Multisiml0软件的特点，并利用该软件对晶体管放大电路进行参数仿真。本文搭建了电路，研究了该电路的静态工作点参数、交流放大倍数、频率特性、温度扫描特性。采用该软件使模拟电子技术教学更形象、灵活，对学生理解实验原理、熟悉实验过程具有很大的帮助。
【关键词】Multisiml0；晶体管；仿真
0 引言
高等院校工科类电子专业基础课程通常包括《电路分析基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》，作为这些专业学生的必修课程，这些课程教学方法的选择，直接影响到学生的学习效果，这又直接影响到学生后续专业课的学习，甚至影响到学生的整个大学的学习成绩及以后的就业问题。随着计算机技术的飞速发展，利用计算机软件的仿真技术对电路进行设计、分析和调试己成为科学技术发展的必然。计算机仿真技术的引入，一方面拓宽了课堂教学模式，又使理论和实践教学结合在一起。让枯燥无味、抽象的事物形象直观地展现在学生面前，能在很大程度上提高学生学习的积极性，又有助于提高学生对其基本理论及应用电路的理解。
《模拟电子技术》是一门大家公认的比较抽象的一门课，整个课程围绕放大的基本概念展开。晶体管放大电路作为放大电路的基础，也是模拟电子技术课程的最基础、最经典实验项目之一，实验测量参数涉及方面广，具体包括放大电路静态工作点的设置、交流电压放大倍数和频率特性参数、温度参数等。对于刚刚接触本课程的学生来说，除了一边要掌握相关仪器仪表的使用外，还要全部做完以上各个参数测量的实验内容，无疑具有很大的挑战性。另一方面，Multisiml0作为著名的电路设计与仿真软件，它不需要真实电路环境的介入，具有仿真速度快，精度高，形象，准确等优点。利用Multisiml0软件进行实验仿真，可以直观地观察不同参数对放大电路性能指标的影响，对学生理解实验原理、熟悉实验过程具有很大的帮助。
1 Multisim 10软件简介
Muhisim 10是National Instruments公司于2007年3月推出的Ni Circuit Design Suit 10中的一个重要组成部分。该软件界面友好，操作方便，绘制电路图需要的元件、电路仿真需要的仪器都可以直接从Muhisiml0的工作平台上选取，运行环境逼真，并提供较为详细的电路分析手段，具有较强的仿真分析能力。设计者可以利用大量的虚拟电子元器件和仪器仪表，搭建虚拟实验室，进行模拟电路、数字电路、自动控制、单片机和射频电子线路的仿真和调试。
2 晶体管共射放大器仿真分析
运行Muhisim10对晶体管共射放大器进行分析，第一步是绘制电路。在绘图编辑器中选取交流信号源、直流电压源、电阻、电容、晶体管等器件创建晶体管共射放大电路，见下图。
在放大电路工作时，无论是大信号还是小信号，都必须给晶体管以正确的偏置，以便使其工作在所需的状态下，这就是直流分析要解决的问题。了解电路的直流工作点，才能进一步分析电路在交流信号作用下电路能否正常工作，因此求解电路的直流工作点在电路分析过程中是至关重要。
故绘制完电路之后，该电路分析的第一步是直流分析。对于直流分析主要是测三极管基极、发射极、集电极这几点的电压，从而判断三极管的工作状态。对于本仿真绘制的如图1所示的晶体管共射放大电路，主要是测2点、4点和5点的电压。在Muhisim10仿真软件环境中，点“仿真”-“分析”-“直流工作点分析”，只需在输出选项“分析所选变量”中添加V（2）、V（4）、V（5）三个变量，点击“仿真”按钮，得到V（2）=2.13V、V（4）=2.86V、V（5）=6.76V，由这几个参数结合三极管的放大条件，经判断知晶体管处于放大状态。
直流条件满足后，接下来我们即可以进行交流分析，交流分析主要是放大倍数测量。对于放大倍数的计算，常用的方法是需要测量出输出和输入波形，从而计算其数值。在此仿真环境中可采用虚拟示波器的双通道来观察。在示波器上读出输入和输出的读数，由此来计算放大倍数。该图形的仿真是在通道A接输入，通道B接输出。该仿真设计笔者设置A通道1mV/每格，B通道50mV/每格。经仿真得到波形如下。从图形上可以读出输入电压为1.3mv，输出电压105mv，经计算该电路的电压放大倍数81，实现了放大功能。
由以上的分析可知，该软件计算参数非常快捷、方便。除此之外，该软件还可以非常方便的调整电路的参数，观察电路的失真情况，此方便笔者没有涉及。在失真的研究上，大家可以通过调低基极电压，降低Q点观察截止失真的波形。或者，增大基极电压升高Q点，观察饱和失真的波形。
此外，由于半导体材料的热敏性，晶体管的电流放大系数、发射结导通电压、穿透电流等参数都会随温度的变化而发生变化。所以温度变化对由半导体器件组成的电子电路性能的影响是不可忽视的，该文也对温度对晶体管放大带来的影响作了分析。传统实验进行温度变化对电路性能的测试时，需要把电子电路实物放入烘箱内，进行实际温度条件测试，这种方法不仅费时、而且成本较高。本文利用Multisim软件的温度扫描分析可方便的观察温度对放大器输出波形的影响。本仿真将温度设置为0℃-150℃之间，步长为50℃的3个不同温度值，在输出选项卡中将输出电路变量设置为V（7），得到3组输出波形图，如图3所示。
由分析知随着温度的升高Q点会向饱和区相应移动，缩小输出波形的波动范围。由上面的仿真波形可明显的观察到，随着温度的升高输出电压的范围在减小。由此可见采用此软件，可很方便、直观的观察温度对晶体管放大器的影响。
3 总结
利用Multisim10对晶体管放大电路主要性能指标的分析是一种简单、易行、方便、快捷的获取实验数据的方法，省去了在电子电路教学中用实际元器件安装调试电路的过程，突破了传统实验中的硬件设备条件的限制，大大提高了实验的深度以及广度。利用Muhisiml0把软件仿真实验和传统硬件实验相结合的教学方式，为学生提供一个极好的展示自己才华的平台，可以充分发挥学生的想象力和创造力，并且可以完成较复杂的综合性设计实验，对更新实验教学方法，提高实验教学质量，改善实验教学效果有非常重要的作用。还可利用Multisim软件自身提供的失真度分析、温度扫描分析、噪声分析等来优化电路设计。
【参考文献】
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[4]张新喜.Multisim 10仿真与应用[M].北京：机械工业出版社，2011.
[责任编辑：汤静]