4-放大电路的图解分析课件讲解

《模拟电子技术》铁道通信与信号学院第二章半导体三极管及其放大电路

2.1半导体三极管2.2放大电路的基本工作原理2.3放大电路的图解分析法2.4放大电路的微变等效分析法2.5多级放大电路2.3放大电路的图解分析法

【学习目标】1、熟悉放大电路的分析方法；2、掌握静态工作点的计算；3、了解动态分析。【能力目标】1、能够分析基本放大电路的静态工作点；2、能够列出输入、输出回路电压方程；3、能够分析分压偏置放大电路静态工作点。知识点一静态分析知识点二动态分析知识点三波形失真与工作点的关系知识点四静态工作点的稳定及偏置电路2.3放大电路的图解分析法

知识点一静态分析放大电路的分析主要包括两个部分：直流（静态）分析和交流（动态）分析。

静态分析是：分析直流时放大电路中三极管各极的电压、电流值，即IB、IC、IE

、UBE、UCE，以确定三极管是否工作在放大状态。

动态分析是：分析交流时放大电路的主要性能指标，即求出其电压放大倍数Au、输入电阻Ri和输出电阻Ro等。常用的分析方法有：①图解分析法：在三极管特性曲线上通过作图的方法来确定静态工作点和分析信号的动态变化情况。此种方法适合用于放大电路的定性分析以及输入信号较大的情况。②微变等效电路法:把三极管等效为线性元件进行分析，适合对小信号输入下放大电路的定量计算。知识点一静态分析

一、静态分析：

当放大电路输入交流信号为零时，分析三极管各极电流、电压值，称为静态分析。静态分析的对象是直流通路。静态分析的目的是通过直流通路分析放大电路中三极管的工作状态。为了使放大电路能够正常工作，三极管必须处于放大状态。因此，要求三极管各极的直流电压、电流必须有合适的值。即有合适的静态值：IB、UBE、IC和UCE知识点一静态分析IB、UBE和IC、UCE这四个数值在三极管的输入特性曲线和输出特性曲线上各有一个确定的固定点，此点即为静态工作点，通常用Q表示。为了便于说明电压、电流对应与静态工作点Q的值，以后把它们分别记为IBQ、UBEQ和ICQ、UCEQ.知识点一静态分析1、静态值的确定：方法有两种：估算法和图解法

①估算法：a、列出输入回路的电压方程有：

Ucc=IBQRb+UBEQ

硅管：UBE约取0.7V；锗管：UBE约取0.3V。

知识点一静态分析

b、ICQ=βIBQc、IEQ=IBQ+ICQd、列出输出回路的电压方程：Ucc=ICQRC+UCEQ

求出：UCEQ=Ucc-ICQRC例：如图所示的直流通路中，Rb=300KΩ，Rc=4KΩ，Ucc=12V,β=40。三极管为硅管,试求静态工作点。解：1、根据基尔霍夫电压定律：输入回路和输出回路方程为：

Ucc=IBQRb+UBEQUcc=ICQRC+UCEQ

2、ICQ=βIBQ=40×40×10-3=1.6mA3、UCEQ=Ucc-ICQRC=12-1.6×4=5.6V

静态工作点的计算②作图法：第一步：根据输入回路电压方程[IBQ=（VCC－UBE）/Rb]在输入特性曲线上作出所对应的直线。该直线与输入特性曲线的交点就是静态工作点Q（UBEQ，IBQ）作图法求静态工作点第二步：列出输出回路电压方程，作出输出直流负载线，确定输出曲线上的Q点。作图法求静态工作点第三步：找到对应于iB=IBQ的输出曲线与直流负载线的交点Q（UCEQ，ICQ），从而确定ICQ和UCEQ值。作图法求静态工作点二、电路参数对静态工作点的影响：

当讨论某个参数对Q点的影响时，其他参数假设是某一固定值。直流负载线方程如下：

①

Ucc=IBQRb+UBEQ②UCE=Ucc－ICRc

知识点一静态分析（1）

Rb对Q点的影响（2）Rc对Q点的影响

UCE=UCC－ICRc（3）VCC对Q点的影响

直流负载线斜率不变,平行原位置上下移动

.知识点一静态分析

当放大电路有交流信号输入时，三极管各极电流、电压将在直流（静态）值的基础上叠加交流信号，并随交流信号的变化而变化，这种状态分析称为动态分析。

分析对象：放大电路的交流通路。

分析目的：根据输入信号求出各极电流、电压波形，确定输出电流、电压的最大动态范围，求出放大电路的电压、电流放大倍数。知识点二动态分析一、根据ui的波形在输入特性曲线上求iB：

假设放大电路输入端所加信号为：

由静态分析可求得：UBEQ、IBQ、ICQ和UCEQ。所以有：uBE=UBEQ+ube=UBEQ+ui知识点二动态分析

根据uBE的波形，在输入特性曲线上可以作出iB波形，在Q点附近，ib与ube近似线性关系，得：知识点二动态分析二、动态波形分析

：

在输出特性曲线平面上，根据iB波形确定iC的波形，并作出uCE波形。

知识点二动态分析由叠加定理知：

iC=ICQ+ic，uCE=UCEQ+uce通过作图可求出对应的输出电压的幅值，因此可计算出电压放大倍数Au为：知识点二动态分析知识点三波形失真与工作点的关系一、非线性失真：（1）截止失真

三极管的工作状态进入截止区而引起波形失真，称为截止失真,结果：输出波形顶部失真。

（2）饱和失真

三极管工作状态进入饱和区而引起的波形失真，称为饱和失真,结果：输出波形底部失真。

知识点三波形失真与工作点的关系一、温度对静态工作点的影响：

（1）对UBE的影响：输入曲线左移

T↑→UBE↓→IBQ↑→ICQ↑（2）对β的影响：输出曲线变稀疏

T↑→β

↑→ICQ↑（3）对ICEO的影响：输出曲线上移

T↑→ICEO↑→ICQ↑知识点四静态工作点的稳定及偏置电路二、分压式偏置电路：

知识点四静态工作点的稳定及偏置电路1.电路特点：第一：保持基极电位VB基本恒定.由KCL知：I1=I2+IB在电路设计选用Rb1、Rb2时，保证I2>>IB，则有：I1≈I2，因此有：知识点四静态工作点的稳定及偏置电路2.工作点稳定原理：

稳定过程如下：

T↑→IC（IE）↑→VE（IERe）↑→UBE↓IC（IE）↓←IB↓

该电路是利用发射极电流IE在Re上产生的压降VE来调节UBE的。知识点四静态工作点的稳定及偏置电路二.静态工作点的估算：

对于电路的静态工作点，可以按下述关系式进行估算：知识点四静态工作点的稳定及偏置电路例：如图所示的电路中，Rb1=20KΩ，Rb2=5.1KΩ

Rc=3KΩ，Re=1KΩ

RL=3KΩ

Ucc=10V,β=50。三极管为硅管,试求静态工作点。知识点四静态工作点的稳定及偏置电路=

5.1/(20+5.1)

=

2v=

2-0.7=

1.3v=

1.3/1=

1.3mA=