放大电路的动态分析放大电路的频率特性

1、 放大电路的动态分析放大电路的动态分析放大电路中各点的电压或电流都是在静态直放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上附加了小的交流信号。流上附加了小的交流信号。电路中电容对交、直流的作用不同。如果电电路中电容对交、直流的作用不同。如果电容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交直流所走的通道是不同的。直流所走的通道是不同的。交流通路交流通路-只考虑交流信号的分电路。只考虑交流信号的分电路。直流通路直流通路 -只考虑直流信号的分电路。只考虑直流信号的分电路。不同的信号可

2、以在不同的通路进行分析。不同的信号可以在不同的通路进行分析。 放大电路的动态分析放大电路的动态分析RBRCuiuORLRSes+ XC 0，C 可看作可看作短路。忽略电源的内短路。忽略电源的内阻，电源的端电压恒阻，电源的端电压恒定，直流电源对交流定，直流电源对交流可看作短路。可看作短路。短路短路短路短路对地短路对地短路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE 把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为一个线性元件。一个线性元件。

3、晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近似代替。似代替。 利用放大电路的微变等效电路分析利用放大电路的微变等效电路分析计算计算放大电路放大电路电压放大倍数电压放大倍数Au、输入电阻、输入电阻ri、输出电阻、输出电阻ro等。等。微变等效电路分析法微变等效电路分析法 微变等效电路分析法微变等效电路分析法(又叫又叫小信号等效电路分析法小信号等效电路分析法)是是在输入低频小信号的前提下，用在输入低频小信号的前提下，用BJT的的h参数模型代替参数模型代替交流通路中的三极管，

4、得到放大电路的微变等效电路，交流通路中的三极管，得到放大电路的微变等效电路，然后利用线性电路的基本定理来计算放大电路的性能指然后利用线性电路的基本定理来计算放大电路的性能指标标(如电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等如电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等)。三极管的微变等效模型三极管的微变等效模型 图三极管及其微变等效模型图三极管及其微变等效模型)mA()mV(26)1()(200EbeIr CECEbbeBBEbeUUiuIUr OCEBCUII CEbcUii BCCEceIIUr BcceIiu OibicicBCEib ib晶体三极管晶体三极管微变等效电路微变等效电路ube+ +- -uc

5、e+ +- -ube+ +- -uce+ +- -rbeBEC 晶体管的晶体管的B、E之间之间可用可用rbe等效代替。等效代替。 晶体管的晶体管的C、E之间可用一之间可用一受控电流源受控电流源ic= ib等效代替。等效代替。ibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+ +- -uo+ +- -+ +- -RSiiRBRCuiuORL+ + +- - -RSeS+ +- -ibicBCEiiibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+ +- -uo+ +- -+ +- -RSiiiUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSbebirIU L

6、coRIU beLrRAu LCL/ RRR io :UUAu 定义定义Lb RI rbebeCrRAu iUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RS LcoRIU LCL/RRR io :UUAu 定义定义Lb RI rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUiIbIcIoUbISEeIREEebebiRIrIU Ebbeb) 1 (RIrI EbeL) 1(RrRAu 例例15.3.1：在在 下图（即图下图（即图15.1.2）中，）中， UCC=12V，RC=4k ，RB=300k ， =37.5， RL=4k 。

7、求电压放大倍数。求电压放大倍数。+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE解解 已求得已求得 I IC C= 1.5mA = 1.5mA I IE ERL = RC RL = 2k k867. 01.5(mA)mV)(26)5 .371(200ber5 .86867. 025 .37beLu rRA iii IUr 输输入入电电阻阻SESRiIiUirSESRiIiUiiIUri beB/rR 时时，当当beBrR bRiBIIU EebebiRIrIU Ebbeb)1 (RIrI Ebeib)1 (RrUI EbeBi)1 (/RrRr beirr iUiI

8、bIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSriBRIrbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUiIbIcIoUbISEeIREriBRIoUoEoooIUr 输输出出电电阻阻：oUSEiUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSCoooRIUr 例例3：求求ro的步骤的步骤( (加压求流法加压求流法) )：1) 断开负载断开负载RLoU3) 外加电压外加电压oI4) 求求or外加外加oICRcoIII bcII CoRCRUI 0 0 cb II所所以以2) 令令 或或0i U0

9、S E用图解法对放大电路进行动态分析，旨在用作图用图解法对放大电路进行动态分析，旨在用作图的方法来分析各个电压和电流交流分量之间的传输情的方法来分析各个电压和电流交流分量之间的传输情况和相互关系，也可测出电压放大倍数。况和相互关系，也可测出电压放大倍数。0)()/(LcCCECELcLccceRIiUuRiRRiuu 式中：，称为交流负载电阻。式中：，称为交流负载电阻。cLLRRR/ )(11)(CELcLCELCCELcLCCEURIRuRiURIRiu 或或 交流负载线反映动态时电流交流负载线反映动态时电流iC和电压和电压uCE的变化关系，的变化关系，由于对交流信号短路，由于对交流信号短路

10、，RL与与RC并联，故得并联，故得DC交流负载线交流负载线 直流负载线直流负载线L1tanR 流流负负载载线线更更陡陡。交交流流负负载载线线比比直直所所以以因因为为,RRCL IC/mA4321O4812162080m mAA60m mA40m mA20m mAUCE/VQ交流负载线的具体作法之一：通过输出特性曲线上交流负载线的具体作法之一：通过输出特性曲线上的的Q点，做一条与横轴夹角为点，做一条与横轴夹角为的直线的直线AB，即为交流，即为交流负载线。负载线。QuCE/VttiB B/m mAIBtiC C/mAICiB B/m mAuBE/VtuBE/VUBEUCEiC C/mAuCE/VO

11、OOOOOQicQ1Q2ibuiuo交流负载线交流负载线结结 论论（1）交流信号的传输情况）交流信号的传输情况u ui i ( (即即u ubebe) )ibiCu u0 0（即（即u ucece）（2）电压和电流都含有直流分量和交流分量电压和电流都含有直流分量和交流分量uBE = UBE+ ubeuCE = UCE+ uceiB = IBE+ ibiC = IC+ ic（3）输入信号电压输入信号电压u ui i和输出电压和输出电压u u0 0相位相反相位相反（4）电压放大倍数等于图中输出正弦电压的幅值电压放大倍数等于图中输出正弦电压的幅值 与输入正弦电压的幅值（峰峰值）之比。与输入正弦电压的

12、幅值（峰峰值）之比。R RL L的阻的阻值愈小，交流负载线愈陡，电压放大倍数下降得也值愈小，交流负载线愈陡，电压放大倍数下降得也愈多。愈多。 信号信号(电压或电流电压或电流)波形被放大后幅波形被放大后幅度增大，而形状应保持原状。如发生不对称或局部度增大，而形状应保持原状。如发生不对称或局部变形现象都称为波形失真。由于三极管非线性特性变形现象都称为波形失真。由于三极管非线性特性而引起的失真，称为而引起的失真，称为非线性失真非线性失真。 非线性失真非线性失真包括饱和失真和截止失真两种。包括饱和失真和截止失真两种。是由于放大电路的工作点到达了三是由于放大电路的工作点到达了三极管的饱和区而引起的；极管的饱和区而引起的；是由于放大电路的工作点到达了三是由于放大电路的工作点到达