三极管分析与计算

1、13.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法3.3.1 图解法图解法3.3.2 估算法估算法23.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法通常采用图解法和估算法对放大电路的基本性能进行分析。通常采用图解法和估算法对放大电路的基本性能进行分析。3.3.1 图解法图解法图解法：图解法：利用晶体管特性曲线，通过作图分析放大器性能。利用晶体管特性曲线，通过作图分析放大器性能。一、用图解法分析静态工作点一、用图解法分析静态工作点1.1.直流负载线直流负载线图图3.3.1 放大器的输出回放大器的输出回路路 3图图3.3.2 静态工作点的图解分析静态工作点的图解分析 由直流通路得和由直流通路得和 关系的方

2、程为关系的方程为 VCE=VG - ICRC （3.3.1）CEVCI 根据式根据式3.3.1在图在图3.3.2晶体管输出特性曲线族上作直线晶体管输出特性曲线族上作直线，斜率是。由于是直流负载电阻，所以直线，斜率是。由于是直流负载电阻，所以直线称为直流负载线。称为直流负载线。MNc1RcRMN42. .静态工作点的图解分析静态工作点的图解分析图图3.3.2 静态工作点的图解分析静态工作点的图解分析如图如图 3.3.2 所示，若给定，则曲线所示，若给定，则曲线与直线的交点，即为静态工作点。过点分别作横与直线的交点，即为静态工作点。过点分别作横轴和纵轴的垂线得对应的、。由于晶体管输出特性轴和纵轴的

3、垂线得对应的、。由于晶体管输出特性是一组曲线，所以，对应不同的，静态工作点的位是一组曲线，所以，对应不同的，静态工作点的位置也不同，所对应的、也不同。置也不同，所对应的、也不同。B4BQIIB4BQIIMNQQCEQVCQIBQIQCEQVCQI5二、用图解法分析输出端带负载时的放大倍数二、用图解法分析输出端带负载时的放大倍数1.1.交流负载线交流负载线交流通路交流通路LCLcLRRRRR交流负载电阻为交流负载电阻为过过Q点，作斜率为的直线，点，作斜率为的直线，得交流负载线。得交流负载线。LR/1NM62.2.放大倍数的图解分析放大倍数的图解分析 如图如图3. .3. .4所示。根据所示。根据

4、的变化范围的变化范围 和，得到工作和，得到工作点的变化范围、，可得输出电压的动态范围。点的变化范围、，可得输出电压的动态范围。BiBmaxiBmini1Q2QCEminCEmaxVV 所以输出电压的幅值若输入信号的幅值所以输出电压的幅值若输入信号的幅值为，则放大器的电压放大倍数为，则放大器的电压放大倍数 CEQCEmaxomVVVimVvAimomVVAv7三、静态工作点与波形失真的图解三、静态工作点与波形失真的图解1 1饱和失真饱和失真AQ如果静态工作点接近于，在输入信号的正半周，管子将进入饱和区，输出电压 波形负半周被部分削除，产生“饱和失真”。cev2截止失真截止失真 如果静态工作点如果

5、静态工作点接近于，在输入信接近于，在输入信号的负半周，管子将号的负半周，管子将进入截止区，输出电进入截止区，输出电压波形正半周被压波形正半周被部分削除，产生部分削除，产生“截截止失真止失真”。cevBQ3非线性失真非线性失真 饱和失真和截止失真统称为非饱和失真和截止失真统称为非线性失真。是由于管子工作状态进线性失真。是由于管子工作状态进入非线性的饱和区和截止区而产生入非线性的饱和区和截止区而产生的。为了获得幅度大而不失真的交的。为了获得幅度大而不失真的交流输出信号，放大器的静态工作点流输出信号，放大器的静态工作点应设置在负载线的中点应设置在负载线的中点 处。处。Q8一、估算静态工作点一、估算静

6、态工作点3.3.2 估算法估算法估算法：估算法：应用数学方程式通过近似计算来分析放大器的性能。应用数学方程式通过近似计算来分析放大器的性能。bGbBEQGBQRVRVVIBQCEOBQCQIIIIcCQGCEQRIVV由放大器的直流通路得出估由放大器的直流通路得出估算静态工作点的公式：算静态工作点的公式：9A60k200V12bGBQRVImA12A6035BQCQIIV75k3mA12V12cCQGCEQRIVV解解 例例3.3.1图图3.3.6的放大器，设，的放大器，设， V12GVk200bR kR3C35，试估算静态工作点。，试估算静态工作点。，若晶体管电流放大系数，若晶体管电流放大系

7、数图图3.3.6 估算静态工作点估算静态工作点 10二、估算输入电阻、输出电阻和放大倍数二、估算输入电阻、输出电阻和放大倍数1.1.晶体管输入电阻晶体管输入电阻rbe的估算公式的估算公式 晶体管的输入电阻晶体管的输入电阻rbe：晶体管基极和发射极之间交流电：晶体管基极和发射极之间交流电压压vi与相应交流电流与相应交流电流ib之比。之比。bibeivr估算公式为：估算公式为：mAmV26)1 (EbbbeIrrmAmV26)1 (300EbeIr rbb是晶体管基区电阻，在小电流（是晶体管基区电阻，在小电流（IEQ约几毫安）情况下，约几毫安）情况下，低频小功率管约为低频小功率管约为300，因此，

8、在低频小信号时，因此，在低频小信号时， 从式可见，从式可见，rbe与静态电流与静态电流IEQ有关，静态工作点不同，有关，静态工作点不同，rbe取值也不同。常用小功率管的取值也不同。常用小功率管的rbe约为约为1k左右。左右。112. 放大器的输入电阻放大器的输入电阻ri和输出电阻和输出电阻ro （1）输入电阻）输入电阻ri 输入电阻输入电阻ri：从放大器输入端看：从放大器输入端看进去的交流等效电阻。进去的交流等效电阻。 iiiivr 从图中可以看出，从图中可以看出， bebi/rRr 一般，所以一般，所以 bebrR beirr 图图3.3.8放大器的交流通路放大器的交流通路 ri表示放大器从

9、信号源吸取信号幅度的大小。表示放大器从信号源吸取信号幅度的大小。ri越大，越大，信号源内阻损耗越小，放大器得到的有效输入信号信号源内阻损耗越小，放大器得到的有效输入信号越大。越大。结论：单级放大器的输入电阻结论：单级放大器的输入电阻ri近似等于晶体管的输入电近似等于晶体管的输入电阻阻rbe。12 ro表示放大器带负载的能力。输出电阻越小，输出信号表示放大器带负载的能力。输出电阻越小，输出信号时，自身损耗越小，带负载的能力越强。时，自身损耗越小，带负载的能力越强。coRr （2）输出电阻）输出电阻ro 输出电阻输出电阻ro：从放大器输出从放大器输出端（不包括外接负载电阻）看端（不包括外接负载电阻）看进去的交流等效电阻。进去的交流等效电阻。 因晶体管输出端在放大区呈因晶体管输出端在放大区呈现近似恒流特性，其动态电阻很现近似恒流特性，其动态电阻很大，所以输出电阻近似等于集电大，所以输出电阻近似等于集电极电阻。即极电阻。即图图3.3.8 交流通路交流通路 133. 估算放大倍数的公式估算放大倍数的公式LcoRiLRLcL/ RRR bebLbbebLcioriRiriRiAv 放大器输出端外接负载电阻放大器输出端外接负载电阻 时，等效负载电阻时，等效负载电阻 ，故，故 , ,即即beLrRAv解解mAmV26)1 (300EbeIr74