第6讲放大电路分析方法

第六讲放大电路的分析方法第六讲放大电路的分析方法一、放大电路的直流通路和交流通路二、图解法三、等效电路法一、放大电路的直流通路和交流通路通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号的作用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化分析，将它们分开作用，引入直流通路和交流通路的概念。直流通路：①Us=0，保留Rs；②电容开路；③电感相当于短路（线圈电阻近似为0）。交流通路：①大容量电容相当于短路；②直流电源相当于短路（内阻为0）。bBQRIICQ

=

bIBQUCEQ

=

VCC

-

ICQ

RcV

－U＝

BB

BEQVBB越大，

UBEQ取不同的值所引起的IBQ的误差越小。基本共射放大电路的直流通路和交流通路列晶体管输入、输出回路方程，将UBEQ作为已知条件，令ICQ＝βIBQ，可估算出静态工作点。bBQRIICQ

=

b

IBQUCEQ

=

VCC

-

ICQ

RcV

－U＝

CC

BEQbBQR当VCC>>UBEQ时，I»

VCC已知：VCC＝12V，Rb＝600kΩ，βQRc＝3kΩ

，＝100。＝？直流通路阻容耦合单管共射放大电路的直流通路和交流通路讨论一画出图示电路的直流通路和交流通路。将uS短路，即为直流通路。二、图解法应实测特性曲线1.静态分析：图解二元方程uBE

=

VBB

-

iB

RbuCE

=

VCC

-

iC

Rc输入回路负载线QIBQUBEQQIBQICQUCEQ负载线2.

电压放大倍数的分析uIOCE

ODuO与DuI反相，Au符号为“－”。DuDu(Du

)

fi

A

=给定DuI

fi

DiB

fi

DiC

fi

DuuBE

=

VBB

+

DuI

-

iB

RbDuIIB

=

IBQ

+

DiBDiCDuCE斜率不变3.

失真分析截止失真消除方法：增大VBB，即向上平移输入回路负载线。t截止失真是在输入回路首先产生失真！Q'减小Rb能消除截止失真吗？饱和失真饱和失真产生于晶体管的输出回路！消除饱和失真的方法Q''Q'''Rb↑或β↓或VBB

↓Rc↓或VCC↑消除方法：增大Rb，减小VBB，减小Rc，减小β，增大VCC。最大不失真输出电压Uom

：比较UCEQ与（

VCC－

UCEQ

），取其小者，除以

2

。这可不是好办法！4、图解法的特点形象直观；适应于Q点分析、失真分析、最大不失真输出电压的分析；能够用于大信号分析；不易准确求解；不能求解输入电阻、输出电阻、频带等参数。直流负载线和交流负载线Uom=?Q点在什么位置Uom最大？交流负载线应过Q点，且斜率决定于（Rc∥RL）BR'ICQ

L讨论二在什么参数、如何变化时Q1→Q2

→Q3

→Q4？从输出电压上看，哪个Q点下最易产生截止失真？哪个Q点下最易产生饱和失真？哪个Q点下Uom最大？设计放大电路时，应根据什么选择VCC？讨论三已知ICQ＝2mA，UCES＝0.7V。在空载情况下，当输入信号增大时，电路首先出现饱和失真还是截止失真？若带负载的情况下呢？空载和带载两种情况下Uom分别为多少？在图示电路中，有无可能在空载时输出电压失真，而带上负载后这种失真消除？三、等效电路法的分析复杂化。性器件的特性。bBQRIICQ

=

bIBQUCEQ

=

VCC

-

ICQ

RcV

－U＝

BB

BEQ输入回路等效为恒压源输出回路等效为电流控制的电流源半导体器件的非线性特性使放大电路利用线性元件建立模型，来描述非线直流模型：适于Q点的分析理想二极管利用估算法求解静态工作点，实质上利用了直流模型。2.晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）在交流通路中可将晶体管看成

为一个二端口网络，输入回路、输出回路各为一个端口。iC

=

f

(iB，uCE

)uBE

=

f

(iB，uCE

)在低频、小信号作用下的关系式CE+

C

BB=

C

CB

CEBCEdu¶u¶idi¶i¶ididuCE¶u¶i¶u

¶uI

B

CEU

CEIduBE

=

BE

U

diB

+

BE

c

21

b

22

ceU

be

=

h11Ib

+

h12Uce

I

=

h

I

+

h

U

交流等效模型（按式子画模型）电阻无量纲无量纲电导h参数的物理意义beB11hU

CE=

r¶i=

¶uBECE12I

Bh¶u=

¶uBE=

bB21U

CE¶i=

¶iChCE

ce221rhiB=¶u¶i=

C

b-e间的动态电阻内反馈系数电流放大系数c-e间的电导分清主次，合理近似！什么情况下h12和h22的作用可忽略不计？简化的h参数等效电路－交流等效模型

EQbbeIIr»

r

+

(1+

b)

UT=

rbb'

+

rb'e

bb'=

U

be查阅手册基区体电阻发射结电阻发射区体电阻数值小可忽略利用PN结的电流方程可求得由IEQ算出在输入特性曲线上，Q点越高，rbe越小！3.

放大电路的动态分析b

b

bei

b

beiU=

I

(R

+

r

)

=

I

(R

+

r

)

c

coU=

-I

RbebiuR

+

r=

-b

RcU=

UoAbebiiiIU=

R

+

rR

=Ro

=

Rc放大电路的交流等效电路阻容耦合共射放大电路的动态分析orbeIb

rbeUiL

=

-

L

=Au

=c

cU-

I

(R

∥

R

)

b

R'Ri

=

Rb

∥

rbe

»

rbeuAU

U

UA=Ri

Rs

+

RiUos

s

i=

Uo

=

UiusRo

=

Rc讨论四：基本共射放大电路的静态分析QIBQ≈35μAUBEQ≈0.65Vrbb'

=

200Wb

=

80ICQ

=

bIBQ

»

2.8mAUCEQ

=

VCC

-

ICQ

Rc

»

3.8V为什么用图解法求解IBQ和UBEQ？讨论四：基本共射放大电路的动态分析b

beRi

=

Rb

+

rbe

»11kWRo

=

Rc

=

3kWR

+

ru=

-

b(Rc

∥

RL

)

»

-11A»

952WEQI)

UTrbe

»

rbb'

+(1+

b讨论五：阻容耦合共射放大电路的静态分析bBQRI

=

VCC

-U

BEQ

»

20μAICQ

=

bIBQ

»1.6mAUCEQ

=

VCC

-

ICQ

Rc

»

7.2Vb

=

80，rbe

=1kW为什么可忽略？清华大学华成英hchya@讨论五：阻容耦合共射放大电路的动态分析b

=

80，rbe

=1kW=

-bes

s

iberRs