放大电路的分析方法

放大电路的分析方法第1页/共33页电容相当于开路电感相当于短路RbRcT+VCC直流通路1.直流通路用于放大电路的静态分析在直流通路中:返回RbRcT+-uiRLC1C2+VCC+-uo阻容耦合放大电路下一页动画1一、直流通路与交流通路第2页/共33页RbRcT+-uiRL+-uo

交流通路电容和理想电压源相当于短路电感和理想电流源相当于开路,2.交流通路用于放大电路的动态分析在交流通路中:返回下一页上一页动画2RbRcT+-uiRLC1C2+VCC+-uo阻容耦合放大电路第3页/共33页图解法的过程图解法即可分析静态,也可分析动态.过程一般是先静态后动态.1.图解分析静态任务:用作图法确定静态工作点,求出IBQ,

ICQ和UCEQ.输入特性不易准确测得,一般用近似估算法求IBQ和UBEQ下面主要讨论输出回路的图解法.下一页上一页二、图解法返回第4页/共33页+-uCE+-uCETRcVCCMNiCiCRbRcT+-uoRLC1C2+VCC+-ui下一页上一页返回第5页/共33页+-uCE+-uCETRcVCCMNiCiCVCCICQRcVCCUCEQiB=IBQiC/mAuCE/VO根据输出回路方程uCE=VCC–iCRc

作直流负载线与横坐标交点为VCC,与纵坐标交点为VCC/Rc，直流负载线与特性曲线Ib=IBQ的交点即为静态工作点Q,如图示：动画

动画

Q直流负载线和静态工作点的求法斜率为-1/RC，是静态工作点的移动轨迹。下一页上一页返回第6页/共33页iB=80μА6040200[例]

试用图解法确定下图所示电路的静态工作点1226QiC/mAOuCE/V4解：首先估算IBQ+-UBE+-UCEIBIC=40μAuCE

=

12-3

iCIBQ

=VCC-

UBEQRbIBQ

输出回路方程IBQ

=

40μAICQ=2mAUCEQ=6V下一页上一页RbRcT+-uiRLC1C2+VCC+-uo280KΩ3KΩ3KΩ12V返回第7页/共33页2.图解分析动态动态分析(估算动态技术指标)讨论对象是交流成分T+-ΔuCE+-ΔuCEMNΔiCΔ

iC

交流通路的输出回路RCRL下一页上一页RbRcT+-uoRLC1C2+VCC+-ui返回第8页/共33页T+-ΔuCE+-ΔuCEMNΔiCΔ

iCRCRL交流负载线iB=80μА60402001226QiC/mAOuCE/V4直流负载线画法：过静态工作点Q

作一条斜率为-1/（RC//RL）的直线下一页上一页ΔuCE=-ΔiC(RC//RL)交流负载线：描述放大电路的动态工作情况返回第9页/共33页iB=80μА60402001226QiC/mAOuCE/V4QIBQ402060iB/μАuBE/VOiCOtiBOt0.7Δ

uBEUBEQOtuBEOtuCEUCEQΔ

uCE4.57.50.720.68Δ

iB

放大电路动态工作情况交流负载线直流负载线下一页上一页返回第10页/共33页用图解法求放大电路的放大倍数假设IBQ附近有一个变化量ΔiB，在输入特性上找到相应的Δ

uBE，在输出特性的交流负载线上找到相应的Δ

iC和Δ

uCE。则电压放大倍数：Δ

uBEAu

=ΔuCE电流放大倍数：ΔiBΔ

iCAi

=下一页上一页返回第11页/共33页iB=80μА60402001226QiC/mAOuCE/V4QIBQ402060iB/μАuBE/VOiCOtiBOt0.7Δ

uBEUBEQOtuBEOtuCEUCEQΔ

uCE4.57.50.720.68Δ

iB交流负载线直流负载线下一页上一页Au=Δ

uBEΔ

uCE=4.5-7.50.72-0.68=

-75负号表示uCE与uBE反相位返回第12页/共33页结论：uBEQuCEQiBQiBOtOtuBEOtuCEOtiCiCQ由右图可知单管共射放大电路1.交直流并存2.有电压放大作用3.有倒相作用uoui下一页上一页返回第13页/共33页3.图解法的步骤（一）画输出回路的直流负载线（二）估算IBQ，确定Q点，得到ICQ和UCEQ（三）画交流负载线（四）求电压放大倍数下一页上一页返回第14页/共33页Q点过低iC/mAOuCEiC/mAtO1.分析非线性失真动画QuCEtOUCEQICQ截止失真uCE波形出现顶部失真交流负载线iB下一页上一页三、图解法的应用返回第15页/共33页iC/mAOuCEQICQtOiC/mAuCEtOUCEQ饱和失真交流负载线uCE波形出现底部失真iBQ点过高下一页上一页动画3返回第16页/共33页OuCEiC/mA2.用图解法估算最大输出幅度QiB=0μАCDEABQ点应尽量设在交流负载线上线段AB的中点若CD=DE，则否则交流负载线直流负载线下一页上一页返回第17页/共33页适用条件：微小交流工作信号，三极管工作在线性区解决问题：处理三极管的非线性问题等效：从线性电路的三个引出端看进去，其电压、电流的变化关系和原来的三极管一样。下一页上一页四、等效电路法返回第18页/共33页下一页上一页1、晶体管的直流模型及静态工作点的估算法+-bce+-

uBEQuCEQIBIC

+-+-UBEQUCEQUonIBQICQβIBQbce晶体管直流模型返回第19页/共33页下一页上一页估算图示电路静态工作点IB

Rb

+

UBEQ

=

VCCICQ

Rc

+UCEQ

=

VCCRbRcT+-uiRLC1C2+VCC+-uo解：返回第20页/共33页2、晶体管共射h参数等效模型下一页上一页OiCuCEQIBQICQUCEQiBuBEOIBQQUBEQUCEQ全微分其中返回ceebeCUhIhI&&&2221+=第21页/共33页共射h参数等效模型下一页上一页+-bce+-uBEuCEiBiC

uCE+-+-h11euBEiC

h21eiB

iBecb1/h22eh12euCEh11e

：小信号作用下b-e间的动态电阻h12e

：内反馈系数h21e

：晶体管在Q点处的电流放大系数h22e

：c-e间的动态电导返回第22页/共33页若RL与rce可比，则分析电路时应考虑

rce+-bce+-uBE

uCE

iBiC

下一页上一页+-+-rbeuBEiC

β

iB

uCE

iBecb3、简化的h参数微变等效模型返回第23页/共33页4.

rbe的近似估算公式rbe

≈

rbb΄+(1+β)26IEQ其中:

rbb΄是三极管的基区体电阻,若无特别说明,可认为rbb΄约为300Ω,26为常温下温度的电压当量单位为mV下一页上一页返回第24页/共33页RbRcT+-uoRLC1C2+VCC+-ui+-+-rbe

uiiC

βib

uoibecbRcRLRb单管共射放大电路的等效电路先画出三极管的等效电路，再依次画出放大电路的交流通路下一页上一页五、共射放大电路动态参数的分析返回第25页/共33页电压放大倍数：Au=uo

ui=-β

ibRc//

RLibrbe=rbe-

β

Rc//

RL输入电阻：=

Rb//

rbe输出电阻：Roui

=0

RL=

∞Ri=uiii

uoio=Ro

=

Rc下一页上一页+-rbeiC

βibibcbRcRLRb+-

ui

uoeio

ii+-

uo+-rbe

uiiC

βibibecbRcRbio

返回第26页/共33页

等效电路法的步骤确定放大电路的静态工作点Q(4)列出电路方程并求解(3)画出放大电路的微变等效电路(2)求出Q点处的β和rbe下一页上一页返回第27页/共33页[例]

图示放大电路中,β

=501.试估算放大电路的静态工作点,2.求电压放大倍数,3.求输入电阻和输出电阻下一页上一页RbRcC1C2+VCCT+-uoRL+-uiRe接有发射极电阻的单管共射放大电路12V3KΩ3KΩ240Ω返回280KΩ第28页/共33页解:直流通路如图所示IBQRb+

UBEQ

+

IEQRe=

VCCIBQ=VCC-UBEQRb+(1+

β)

Re=

0.04mAICQ=β

IBQ=50×

0.04

=2mA

≈IEQUCEQ

=VCC

-

ICQ

Rc

-

IEQRe

=

12-2×(3+0.24)=5.52VIBQICQIEQ+-UBEQ+VCCRbRcTRe直流通路下一页上一页返回第29页/共33页rbe

≈

rbb΄+(1+

β)26IEQ=300+(1+50)262=963

ΩβRL′Au=

-

rbe

+(1+

β)Re=-

1.75

Ri=[rbe

+(1+

β)Re]//

Rb=36.3KΩR0

≈

Rc=3KΩ