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简介：面向高校模电实验课程的实验五报告文档，围绕共射放大电路的频率特性与深负反馈影响展开，适合正在完成波特图测试、Multisim仿真和实验报告撰写的学生对照使用。内容覆盖中频增益、上限截频与下限截频的标定与对比，分别讨论100pF和0.01μF电容下仿真与AD2实测结果的差异，并分析C4对Vbc调节及通频带的影响；同时记录将发射极电阻R3、R4对调后深负反馈对增益和截止频率的变化，附有2N5551模型参数修改表与误差分析思路。资源包共1个docx文件，大小约4.69MB，结构集中便于直接查阅。已有275人学习，可作为实验数据核对、现象解释和结论整理的参考底稿。

1. 先说结论：仿真 1.689 MHz、实测 881.64 kHz，这道差距出在哪

仿真扫出来上限截频 1.689 MHz，同一块面包板上用口袋仪器实测只有 881.64 kHz，差将近一倍。第一次看到这两个数，我第一反应是扫频参数设错了，把起止频率、点数、输入幅度全核了一遍，又把电路重搭了一次，结果还是这个差距。后来才想明白：差距主要来自仿真晶体管模型被改成了“理想件”，操作本身没有错。这份共射放大电路频率特性实验报告里最有价值的地方是那几组对不上的数据，以及围绕这些数据展开的追问：C4 从 100pF 换到 0.01μF，上限截频掉了 94 倍；R3 和 R4 对调，中频增益掉 14 dB，下限截频降了六倍多。我把这些数重算了一遍，把仿真、实测、手算三条线摊开对照，哪些能对上、哪些对不上、对不上该往哪儿查，都写在下面。

2. 电路骨架先摸清：C4 压在基极和集电极之间，整条高频通路由它主导

2.1 5 V 单管共射的偏置：24k/10k 分压，发射极合计 351Ω

直流工作点必须先算清楚，后面所有交流量都建立在它上面。VCC 取 5 V，基极分压电阻 24kΩ 与 10kΩ，基极电位 Vb = 5 × 10/(24+10) ≈ 1.47 V；发射极由 300Ω 和 51Ω 两只电阻串联，直流通路合计 351Ω，所以 Ve ≈ 0.77 V，Ie ≈ 2.2 mA。集电极电阻 1kΩ，负载 10kΩ，交流负载 Rc' = 1k∥10k ≈ 909Ω。

这张表里最容易被忽略的是 C3 和 C4 各管一头。C3 旁路掉哪一只发射极电阻，决定了交流反馈深度；C4 挂在基极和集电极之间，决定了高频段什么时候开始下降。两者都不改变直流工作点，所以静态测量永远看不出问题——这也是后面几处故障的共同原因。

2.2 密勒倍增：100pF 在输入端看起来像 1.5nF

C4 跨在基极和集电极之间，集电极电压与基极电压反相，等效到输入端就被放大了 (1+|Av|) 倍，这就是密勒效应。浅反馈时中频增益约 14.3 倍，100pF 等效到输入端约 100pF × 15.3 ≈ 1.53 nF；深反馈后增益只剩 2.9 倍，同样的 100pF 只等效成 390pF 左右。这一条是理解全部高频数据的钥匙：C4 的容值没变，但它对高频的影响随增益变。

换成 0.01μF，密勒等效电容直接跳到 150 nF 量级，上限截频从兆赫兹掉到十几千赫兹也就顺理成章。实验里那句“电容值越大，上限截频越低、通频带越窄”的结论，本质就是这条倍增关系在起作用，而不是电容本身“漏”了什么。

2.3 51Ω 和 300Ω 的位置，比它们的阻值更重要

加深反馈的做法是把 R3 和 R4 对调位置，直流通路还是 300+51=351Ω，静态工作点一点不变，但 C3 旁路的那只电阻换了人：浅反馈时 300Ω 被旁路，交流通路里剩下 51Ω；对调后 51Ω 被旁路，300Ω 裸露在交流通路里。交流反馈电阻从 51Ω 变成 300Ω，比值接近 6 倍，中频增益理论上就该掉 5 到 6 倍，实测掉 14 dB（约 5.0 倍），两者对得上。

我用万用表量过好几次，发现对调前后各点直流电压几乎没变化，一度怀疑自己没改对。判断改对没改对，不能看直流，得看中频增益和下限截频——这两个量一变，说明交流通路确实变了。

2.4 附录那张模型参数表，改掉的是三件事

仿真前必须动晶体管模型，报告附录里给了对照表：BF 从 242.6 起按实测 β 填，VAF 改成 1e30，IKF 改成 1e30，ISE 改成 0。翻译成人话是三个“关掉”：VAF 无穷大等于关掉基区调宽效应（厄尔利效应），IKF 无穷大等于不考虑大电流时 β 的下降，ISE 归零等于不考虑小电流时 β 的下降。三刀下去，β 在整个电流范围内恒定，输出电阻无穷大。

好处是手算和仿真能对上，中频增益计算 23.251 dB、仿真 23.103 dB、实测 23.167 dB，三者差不到 0.15 dB，说明工作点和 β 取值的处理是对的。代价是模型变成了一个“没有寄生、没有非线性”的理想件，高频段它给不出真实的滚降。实测上限截频系统性偏低 30% 到 50%，根本原因就在这里——那些被关掉的东西，恰恰在高频段最活跃。这也是我后来养成的一个习惯：拿仿真定趋势，拿实测定数值，两者冲突时先问模型里少了什么。

3. 波特图怎么拿稳：仿真扫频和口袋仪器实测是两套动作

3.1 仿真侧：扫频范围、点数、源幅度三个设置决定曲线长什么样

交流扫频的起始频率要压到下限截频以下至少一个数量级，100pF 那一档我设 1 Hz 到 10 MHz，0.01μF 那一档设 1 Hz 到 1 MHz。每十倍频程取 100 个点，点是密是疏直接影响 −3dB 点的读数精度——取 10 点/decade 时，光标经常落在两个采样点中间，读出来的上限截频能差百分之十几。

源幅度在交流分析里是归一化的，设 1 V 也不会削顶，但要注意别在电路里额外串隔直电容，否则低频段会多出一个极点，把下限截频推到不属于它的位置。标定时先在曲线平坦段取中频增益，再往两端找相对中频下降 3 dB 的点，两个点都标在图上再截图，别截完图回头凭记忆填表，这是最容易出错的一步。

3.2 实测侧：网络分析仪的接线和四个参数

口袋仪器的网络分析功能本质是扫频激励加双通道比值测量，CH1 监测输入，CH2 监测输出，仪器直接算 Vout/Vin，所以源阻抗和输入分压的问题被自动消掉了——这一点比自己搭信号源加示波器逐点测要省事得多。

接线顺序是：仪器输出接 C1 前端，CH1 挂在 C1 之后的基极节点（也可以挂前端，但要前后一致），CH2 挂在 C2 之后的输出节点并保留 10kΩ 负载。四个参数按这个路子设：

• 起始频率 10 Hz，终止频率比预期上限截频高一个数量级；
• 每十倍频程 50 到 100 点，深反馈档位信噪比差，点再密一点；
• 激励幅度从 100 mV 起，边加边在示波器上看输出波形有没有削顶；
• 平均次数 3 到 5 次，深反馈时输出只有几百毫伏，单次扫频曲线毛刺很明显。

3.3 −3dB 判据有三种读法，全篇只能用一种

同一个上限截频，可以按“幅度相对中频下降 3 dB”读，可以按“幅度降到 0.707 倍”读，也可以按“相位偏移 45°”读。三种读法在曲线陡峭时差别不大，但在 C4 = 0.01μF 那种缓降曲线上，相位法和幅度法能差出百分之二三十。整份数据我统一用幅度 −3dB，仿真和实测都照这个口径，否则表里的对比就失去了意义。

提示：读 −3dB 点之前先确认中频段是平的。如果中频平台本身带斜度，说明某个旁路电容没起作用或者扫频起点太高，这时候读出来的下限截频是假的。

3.4 让仿真和实测可比：源阻抗和负载先对齐

仿真里我把源阻抗按 51Ω 设，负载固定 10kΩ；实测里仪器输出阻抗是固定的，负载电阻实实在在焊在板上。两边条件不对齐，上限截频能差出一大截，很容易被误判成“模型不准”。还有一个常被忽略的点：实测时探头和仪器输入本身就有几十 pF 量级的电容，并联在输出节点上，C4 只有 100pF 时这部分寄生占比很可观，直接后果就是实测上限截频偏低。这一条在后面的避坑里还会再提。

4. 四组数据摆一起：浅反馈与深反馈、100pF 与 0.01μF 的对照

4.1 C4 放大 100 倍，上限截频掉 94 倍

三件事从这张表里直接读出来。第一，中频增益三列差不到 0.4 dB，说明直流工作点、β 取值、交流负载的计算都是对的。第二，下限截频仿真和实测差两三赫兹，在 30 Hz 这个量级上属于正常波动，耦合电容 10μF 配上几千欧的输入电阻，算出来的转折点本来就落在这附近。第三，上限截频实测只有仿真的 52%（100pF）和 69%（0.01μF），容值越小、频率越低，差距反而收窄——这正是寄生参数占比变化的典型特征：C4 越大，寄生在总等效电容里占比越小，仿真和实测就越接近。

4.2 R3/R4 对调：增益掉 14 dB，下限截频降了六倍

增益从 23.25 dB 掉到 9.26 dB，14 dB 的落差，换成倍数正好是 5.0 倍。下限截频从 31 Hz 掉到 4.8 Hz，降了 6.5 倍。这两件事是同一个原因的两面：负反馈把增益压低的同时，把输入电阻抬高了（从 rbe + 243×51 ≈ 15kΩ 抬到 rbe + 243×300 ≈ 76kΩ），耦合电容看到的等效电阻变大，转折频率自然往下走。输入电阻抬了 4.9 倍，下限截频降了 6.5 倍，同量级，方向一致。

上限截频在 100pF 这一档反而从 1.689 MHz 升到了 1.796 MHz，升幅不大但方向明确：增益降了 5 倍，密勒倍增因子从 15.3 掉到 3.9，同样的 100pF 等效到输入端小了一大截。

4.3 0.01μF 那一档的“不升反降”，是整份数据里最值得追的一条

按密勒近似，深反馈后 C4 的等效电容缩到四分之一，上限截频该往上走 4 倍左右。100pF 档确实动了，虽然只动了 6%。0.01μF 档的仿真却从 17.936 kHz 掉到 16.988 kHz，实测反倒从 12.419 kHz 升到 13.345 kHz，两边方向都不统一。

我把这一档当成分辨率的检验点。第一种可能是读数落点问题：深反馈后中频增益只有 2.9 倍，输出绝对电平低，−3dB 判据的参考线跟着往下移，曲线上稍微有点毛刺就会把读数往低处拽。第二种可能是扫频终止频率不够，0.01μF 配深反馈时真实的上限截频如果远高于 17 kHz，那曲线在设定范围内本来就还没走到 −3dB，读数是被别的极点或者是量程边缘带出来的。第三种可能是射极网络在深反馈下引入了新的极点，C3 旁路的那只电阻从 300Ω 变成 51Ω，时间常数跟着变。

我没有把这条硬解释圆，只把它记成一条经验：估算和仿真对不上的那一档，别急着写“误差在允许范围内”，那是最容易藏问题的地方。回去把扫频终止频率往上加一个十倍频程、把平均次数加到 10、把激励幅度调小一半，三个动作做完再读一次，往往就水落石出了。

4.4 手算对仿真：三个公式跑一遍，看差多少

中频增益按 Av = β·Rc' / (rbe + (1+β)·Re_ac) 算，rbe = rbb' + (1+β)·26mV/Ie。上限截频按密勒等效电容配源电阻估，fH ≈ 1/(2π·Rs·C4·(1+Av))。下面这段可以直接改参数跑：

import math Beta = 242.6 # 万用表实测的直流电流放大倍数 VCC, Rb1, Rb2 = 5.0, 24e3, 10e3 Re_dc = 300 + 51 # 直流通路上 R3 与 R4 串联，对调前后不变 Vb = VCC * Rb2 / (Rb1 + Rb2) Ie = (Vb - 0.7) / Re_dc # 发射极电流，单位 A rbe = 200 + (1 + Beta) * 26e-3 / Ie # rbb' 取 200Ω 量级 Rc, Rl = 1e3, 10e3 Rc_ac = Rc * Rl / (Rc + Rl) # 交流负载 909Ω cases = (("浅反馈 100pF", 51, 100e-12), ("深反馈 100pF", 300, 100e-12), ("浅反馈 0.01uF", 51, 0.01e-6), ("深反馈 0.01uF", 300, 0.01e-6)) for name, Re_ac, C4 in cases: Av = Beta * Rc_ac / (rbe + (1 + Beta) * Re_ac) Cm = C4 * (1 + Av) # 密勒等效输入电容 fh = 1 / (2 * math.pi * 51 * Cm) # 源端串阻按 51Ω 估 print(f"{name:14s} Av={Av:5.2f}({20*math.log10(Av):5.2f}dB) " f"Ceq={Cm*1e9:7.1f}nF fH≈{fh/1e3:8.1f}kHz")

跑出来的中频增益是浅反馈 14.28 倍（23.09 dB）、深反馈 2.91 倍（9.27 dB），和报告里的 23.251 dB / 9.256 dB 差 0.2 dB 以内，说明 rbb' 取 200Ω、Vbe 取 0.7 V 这套经验值是靠谱的。上限截频估算落在浅反馈 2.0 MHz、深反馈 8.0 MHz，前者和仿真 1.689 MHz 同量级，后者差了 4 倍多——注意，差 4 倍的是深反馈，而深反馈恰恰是增益最低、密勒效应最弱、最不该由 C4 主导的那一档。估算失效的地方，就是模型里别的东西开始说话的地方。

参数怎么改：把 Re_ac 换成你要试的交流反馈电阻，把 C4 换成实际容值，把源端 51Ω 换成你电路里真实的源阻抗。三个数一改，就能预判换电容之后上限截频大概落在哪个数量级，据此设扫频终止频率，比瞎试快得多。

5. 避坑记录：五个翻车现场与一套排查顺序

5.1 五条踩坑记录，每条都按现象、原因、解决走一遍

第一坑：仿真的上限截频永远比实测高一大截。现象是 100pF 档仿真 1.689 MHz、实测 881.64 kHz。原因是模型里 VAF、IKF、ISE 三项被改成理想值，晶体管的寄生电容和 β 随频率的滚降都没了，而实测端的寄生来自面包板分布电容、探头与仪器输入电容、引线电感。解决办法是不拿仿真上限截频当验收标准，只拿它看趋势；实测端把 C4 直接跨接在管子引脚上、引线剪到最短、探头用 10:1 档并尽量只挂一个。

第二坑：波形削顶，增益怎么测都偏低。现象是输出正弦波顶部发平，中频增益比计算值低 1 到 2 dB。原因是激励幅度开太大，或者静态工作点本来就偏，2.2 mA 的工作电流配上 10kΩ 负载，输出摆幅余量没想象中宽。解决办法是先把激励降到几十毫伏，用示波器确认波形完整再扫频；扫频前先用万用表量 Vb、Ve、Vc 三点，Vc 落在 2 V 附近才说明管子工作在放大区。

第三坑：对调 R3/R4 之后数据没变。现象是深反馈档测出来还是

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